innovation center RUSSIA

Естественное или Искусственное

Как правильно выбрать подсветку для системы технического зрения
Когда вам требуется получить хорошее изображение объекта с помощью камеры технического зрения, вам необходимо окружающее освещение. Всегда ли следует избегать естественного света и какие осветительные устройства выбрать?

В настоящее время все большую популярность приобретают светодиодные подсветки различного исполнения. При достаточно низкой стоимости, надежности и хороших физических показателях относительно конкурентных технологий таких как: галогеновые и флуорисцентные лампы, LED фактически стал стандартом в отрасли.
Характеристики источников света
СИНИЙ = светодиодная подсветка
КРАСНЫЙ = галогеновая подсветка
ЗЕЛЕНЫЙ = флуоресцентная подсветка
ФИОЛЕТОВЫЙ = подсветка ODR, диод с дополнительным рефлектором
A = срок службы
B = экономия мощности
C = слабое нагревание
D = стабильность
E = универсальность применения
F = интенсивность
G = низкая цена
Когда свет падает на поверхность, он либо отражается, либо поглощается. В большинстве случаев имеют место оба явления, вызывая изменения в контрасте и освещенности объекта. Можно спрогнозировать характер отражения света и то, как это повлияет на изображение, сделанное камерой. Управление этими явлениями является залогом успешного применения систем технического зрения.
Угол отражения
Контраст
Интенсивность
Однородность
Фактура
Угол отражения света равен углу падения и направлен в противоположную сторону
Различия в рельефе поверхности контролируемого объекта будут определять характер и интенсивность отражения света. Поэтому важно выбрать правильное положение освещения.
В первую очередь способ освещения должен обеспечивать контраст изображения
Освещение должно максимально увеличивать контрастность объектов в зоне инспекции, которые необходимо проконтролировать, и тех, которые не нужно принимать во внимание. Контролируемые объекты должны выделяться на фоне прочих, находящихся в зоне обзора (FOV).
Следует использовать источник освещения, который не требует работы на максимальной мощности
Использование освещения со слишком низкой интенсивностью может создать проблемы с глубиной резкости (DOF) и количеством темных мест на изображении. Окончательные настройки зависят от контролируемого объекта.
Передержанные участки («засветы») и тени являются типичными показателями того, что освещение поверхности контролируемого объекта было неравномерным
Интенсивность освещения должна быть одинаковой на всей области контроля, попадающей в зону обзора (FOV). Равномерное освещение также может компенсировать некоторую кривизну и неровности поверхности.
Чтобы подобрать освещение для конкретного применения, необходимо тщательно проверить поверхность контролируемого объекта
Существует три типа фактуры поверхности:
  • Диффузная. Представляет собой поверхность с большим количеством сложных углов. Примеры поверхностей: лист матовой бумаги или литая автозапчасть.
  • Высокоотражающая (зеркальная). Обычно гладкие поверхности, которые собирают большое количество света, отражающегося обратно в камеру.. Примеры поверхностей: формованный пластик, пластиковые пакеты или алюминий после механической обработки.
  • Диффузные и зеркальные поверхности. Типично для финальной испекции сложного объекта. Пример: контроль наличия болтов или поршневых колец в двигателе автомобиля
Материалы отражают и/или поглощают свет с различной длиной волны по-разному. Этот эффект действует в отношении как черных и белых, так и цветных мест съемки. Мы можем менять контраст между конкретным элементом и его фоном и даже различать цветные детали при использовании правильно подобранной по спектру подсветки.
Дополнительные цвета
Наиболее важным аспектом определения цвета освещения является понимание того, как взаимодействуют различные цвета
Дополнительные цвета располагаются на противоположной стороне цветового круга. Например, зеленый является дополнительным цветом для красного. Объект выглядит темным, если цвет подсветки является дополнительным к его цвету, и ярким, если цвет подсветки совпадает с цветом объекта. Исходя из этого принципа, мы должны подобрать цвет освещения так, чтобы повысить контраст между контролируемым объектом и его фоном.
Яркое поле, темное поле и фоновая подсветка
Одним из важных методов организации подсветки является использование света с разных пространственных направлений
Лучи света могут светить на объект сверху, под углом с одной стороны или со всех сторон, неглубоко или с противоположной стороны. В зависимости от формы поверхности, текстуры и структуры материала, свет рассеивается, поглощается, отражается или передается на объект или может отбрасывать тень. Помимо направления освещения, очень важно, является ли свет коллимированным или рассеянным.
Правильный подбор освещения играет ключевую роль в решении визуальных задач, поэтому важно понимать способы освещения, доступные в отрасли. Далее мы поговорим, как можно добиться различной контрастности за счет изменения угла, направления и концентрации света на поверхности контролируемого объекта. И какие типы подсветок применяются в промышленности.
Почему отдельные вспышки света эффективнее
Точечная активация подсветки на короткие интервалы позволяет излучать с кратно большей мощностью, что повышает эффективность засвета объекта.
Следствием этого является более короткое время экспозиции для того, чтобы лучше зафиксировать на кадре движение объекта, либо использование более высокого фокусного отношения для большей глубины резкости при использовании того же времени экспозиции.

Активация света на короткие интервалы снижает среднюю температуру внутри диода относительно постоянного свечения и увеличиват его срок жизни. При определенных обстоятельствах светодиод может излучать кратное количество света без повреждений. Чем выше ток вспышки, которым управляет контроллер подсветки, тем больше света излучается. Упрощенно оценить насколько сильнее можно засветить объект можно по данным на диаграмме и в таблице справа.