Fuente de luz de visión artificial
¿Qué es una fuente de luz de visión artificial?
En el sistema de visión artificial, la información del objetivo del objeto medido se puede distinguir de la información de fondo mediante una iluminación adecuada de la fuente de luz para obtener una imagen de alta calidad y alto contraste, que puede reducir la dificultad del algoritmo de procesamiento de imágenes, al tiempo que mejora la precisión y fiabilidad del sistema. Sexo
En proyectos reales, el efecto de imagen real de la imagen está estrechamente relacionado con las condiciones de iluminación. No es exagerado decir que afecta directamente la calidad de los datos de entrada y al menos el 30% del efecto de la aplicación, ya que las buenas condiciones de iluminación pueden lograr un buen efecto de imagen, distinguiendo así el objeto de destino del fondo, reduciendo la dificultad de reconocimiento.
Tres consejos para la selección de la fuente de luz.
Consejo 1 Use las características de longitud de onda
La luz infrarroja tiene una longitud de onda larga y fuertes características de penetración. La luz infrarroja puede filtrar la interferencia de la pintura orgánica en la superficie del producto, detectar rasguños en la superficie y también puede penetrar líquido oral oscuro para detectar impurezas internas.
La longitud de onda corta de la luz ultravioleta tiene las características de alta difusividad y fluorescencia excitada. Es adecuada para el posicionamiento de puntos Mark en la superficie de objetos transparentes; detección de caracteres del enrutador, la tinta tiene baja reflectividad para ultravioleta de longitud de onda corta; detección de coloides UV; lectura invisible de códigos, etc.
Técnica 2 Superposición de colores (colores complementarios, colores adyacentes)
Colores complementarios: los colores simétricos en el círculo de color se superponen en la cámara en blanco y negro para presentar colores oscuros
Colores adyacentes: los colores adyacentes o del mismo color en el círculo de color se superponen en la cámara en blanco y negro para presentar un color claro
Consejo 3 Los diferentes materiales tienen diferente reflectividad para las fuentes de luz en diferentes bandas de longitud de onda.
El cobre y el oro tienen reflejos débiles para las fuentes de luz con longitudes de onda cortas.
La plata y el aluminio tienen la mayor diferencia reflectante a una longitud de onda de aproximadamente 850 nm
La fuente de luz azul puede marcar la diferencia entre cobre, oro y aluminio.
Un sistema completo de inspección visual incluye principalmente una parte de adquisición de imágenes y una parte de análisis de imágenes. La parte de adquisición de imágenes incluye principalmente cámaras industriales, lentes industriales y fuentes de luz de visión artificial. Hoy presentamos principalmente el conocimiento básico relacionado y las técnicas de selección de fuentes de luz de visión artificial.
En primer lugar, debemos comprender qué papel juega la fuente de luz en la visión artificial.
Ilumina el objetivo y aumenta el brillo;
Forme un efecto de imagen propicio para el procesamiento de imágenes, reduzca la complejidad del sistema y los requisitos para los algoritmos de procesamiento de imágenes;
Superar la interferencia de la luz ambiental, garantizar la estabilidad de la imagen, mejorar la precisión y eficiencia del sistema;
A través del diseño adecuado de iluminación de la fuente de luz, la información del objetivo y la información de fondo en la imagen se pueden separar de manera óptima, lo que no solo reduce en gran medida la dificultad de los algoritmos de procesamiento de imágenes, sino que también mejora la precisión y confiabilidad del sistema, pero desafortunadamente, actualmente no existe El sistema de iluminación de visión artificial puede hacer frente a diferentes requisitos de detección. Por lo tanto, para cada caso específico, es necesario diseñar un dispositivo de iluminación adaptable para lograr los mejores resultados. La iluminación inadecuada causará muchos problemas, como las fuentes de luz de visión artificial. Importante, pero a menudo ignorado por muchas personas.
En la actualidad, las fuentes de luz de visión artificial utilizan principalmente LED (diodos emisores de luz). Debido a su alto grado de libertad de forma, larga vida útil, velocidad de respuesta rápida, buena monocromaticidad, colores diversos y alto rendimiento de costo integral, etc., son ampliamente utilizados en la industria:
Libertad de forma
Una fuente de luz LED se compone de muchos LED individuales, por lo que, en comparación con otras fuentes de luz, se puede hacer en más formas, y es más fácil diseñar la forma y el tamaño de la fuente de luz de acuerdo con la situación del usuario.
Larga vida útil
Para que la unidad de procesamiento de imagen obtenga resultados de medición precisos y reproducibles, el sistema de iluminación debe garantizar que se pueda proporcionar una entrada de imagen estable durante un tiempo relativamente largo. Después de 10,000 a 30,000 horas de operación continua, el brillo de la fuente de luz LED disminuye, pero es mucho mejor que otros tipos de fuentes de luz. Además, el uso del sistema de control para que funcione de forma intermitente puede suprimir el calentamiento del tubo emisor de luz, y la vida útil se duplicará.
Respuesta rápida
El tiempo de respuesta del tubo de luz LED es muy corto. El significado real del tiempo de respuesta es garantizar que el trabajo cambie entre múltiples fuentes de luz o diferentes áreas de una fuente de luz según sea necesario. Cuando se utiliza un controlador especial para alimentar la fuente de luz LED, el tiempo para alcanzar la iluminación máxima es inferior a 10 segundos
Varios colores
Además de la forma de la fuente de luz, otro aspecto de obtener una entrada de imagen estable es elegir el color de la fuente de luz. Incluso las fuentes de luz de la misma forma tendrán imágenes muy diferentes debido a los diferentes colores. De hecho, cómo utilizar las características técnicas del color de la fuente de luz para obtener el mejor efecto de imagen de contraste siempre ha sido la dirección principal del desarrollo de la fuente de luz.
Bajos costos operativos integrados
Elija productos de bajo costo sin un rendimiento garantizado, y el ahorro inicial de la inversión pronto se verá compensado por los costos diarios de mantenimiento y reparación. Otras fuentes de luz no solo consumen de 2 a 10 veces la potencia de las fuentes de luz LED, sino que se reemplazan casi todos los meses, lo que desperdicia mucho tiempo precioso para los ingenieros de mantenimiento. Además, cuantas más fuentes de luz se pongan en uso, mayor será el costo de reemplazo y mano de obra del dispositivo. Por lo tanto, es muy económico elegir una fuente de luz LED con una larga vida útil a largo plazo.
Conocimientos básicos de tecnología de iluminación de visión artificial——
Irradiación
La elección de diferentes fuentes de luz, el control y el ajuste de la dirección de la luz incidente que irradia el objeto es el parámetro más básico del diseño del sistema de visión artificial, depende del tipo de fuente de luz y la posición relativa al objeto, generalmente hay dos tipos de La forma: luz directa y luz difusa, todas las otras formas se extienden desde estos dos métodos.
Luz directa: la luz incidente básicamente proviene de una dirección, el ángulo de incidencia es pequeño, puede proyectar la sombra del objeto;
Luz difusa: la luz incidente proviene de múltiples direcciones, incluso en todas las direcciones, no arrojará una sombra significativa.
Método de reflexión
Los objetos reflejan la luz con dos características de reflexión diferentes: reflexión directa y reflexión difusa.
Reflexión recta: el ángulo de reflexión de la luz es igual al ángulo de incidencia. La reflexión directa a veces es muy versátil, y a veces puede producir un deslumbramiento extremadamente fuerte. En la mayoría de los casos, se deben evitar los reflejos especulares.
Reflexión difusa: la luz que brilla sobre un objeto se difunde desde todas las direcciones. En la mayoría de los casos prácticos, la luz difusa se forma dentro de un cierto rango de ángulos y depende del ángulo de la luz incidente.
Color
Una gran parte del espectro electromagnético en el espectro es visible para el ojo humano. La radiación electromagnética en este rango de longitud de onda se llama luz visible, y el rango es entre 400 nm y 760 nm (algunas personas pueden observar 380 nm-780 nm), es decir, de púrpura a 380 nm A rojo 780nm.
El círculo de color es para clasificar los colores en el espectro de luz visible para formar un púrpura conectado al otro extremo del rojo. Las especies de visión artificial generalmente se aplican al círculo de color e incluyen 6 colores diferentes, que se dividen en dos categorías: colores cálidos y fríos. El color frío proviene del tono azul. Por lo general, la luz con la temperatura de color opuesta se irradia. La imagen puede alcanzar el mayor nivel de contraste. La luz con la misma temperatura de color se puede filtrar de manera efectiva. Por lo tanto, el uso flexible de las características de temperatura de color es muy útil para que podamos elegir la fuente de luz.
Campo brillante y campo oscuro
El campo brillante es el esquema de iluminación más comúnmente utilizado, que se forma por irradiación de luz directa, y el campo oscuro se forma principalmente por iluminación de ángulo bajo o luz de fondo. Para diferentes necesidades de detección de proyectos, elija diferentes tipos de métodos de iluminación. En general, el campo oscuro será Hace que el fondo parezca oscuro y el objeto detectado aparece brillante.
