ZPŮSOBY NASVÍCENÍ v počítačovém vidění. Ing. Tomáš Gřeš, Zdeněk Šebestík, ATEsystem s.r.o.

Transkript

1 ZPŮSOBY NASVÍCENÍ v počítačovém vidění Ing. Tomáš Gřeš, Zdeněk Šebestík, ATEsystem s.r.o.

2 SVĚTLO VE STROJOVÉM VIDĚNÍ Správné nasvícení má výrazný vliv na kvalitu obrazové informace Obraz nemusí být fotograficky dokonalý, důležitější je zvýraznění hledaných artefaktů Zdroj obrázků: National Instruments

3 KRITÉRIA SPRÁVNÉHO OSVĚTLENÍ Osvětlení musí splňovat následující kritéria: Maximalizace kontrastu u oblastí nebo vlastností, které nás zajímají Minimalizace kontrastu okolí Robustnost a opakovatelnost výsledků měření Zdroj obrázků a informací: National Instruments

4 CO MUSÍME ZVÁŽIT Tvar snímaného objektu: Plochý / Prostorový Hloubka ostrosti (DOF) Rozdílné osvětlení blízkých a vzdálených částí Povrch objektu: Matný / Reflexní / Strukturovaný Směrové nebo difúzní Směr nasvícení Polarizace Barva objektu: Použití stejné barvy pro zakrytí Použití komplementární barvy pro zvýraznění UV nebo IR Velikost a umístění objektu: Dostatečná velikost a vzdálenost světla Integrace do stísněného prostoru stroje

5 ZÁKLADNÍ USPOŘÁDÁNÍ Přední nasvícení (Front Light) Jasné pole (Bright Field) Jasné pole (Bright Field) Koaxiální (On-Axis) Temné pole (Dark Field) Temné pole (Dark Field) objekt Temné pole (Dark Field) Temné pole (Dark Field) Jasné pole (Bright Field) Zadní nasvícení (Back light) Jasné pole (Bright Field)

6 Směrové světlo Co nejintenzívnější přímé nasvícení Materiály s matným povrchem Zvýraznění prostorového uspořádání SMĚROVÉ NEBO DIFÚZNÍ Difúzní světlo Co nejhomogennější nepřímé nasvícení Materiály s lesklým i matným povrchem Skrytí prostorových prvků

7 ŠIROKÝ NEBO ÚZKÝ ÚHEL Široký úhel Širší osvícená plocha Lepší uniformita Výhodnější pro použití s difuzorem Úzký úhel Delší pracovní vzdálenost Vyšší intenzita

8 Různé zdroje mají jinou spektrální charakteristiku Např.: Bílá LED má jinou charakteristiku než halogenová žárovka Vybíráme s ohledem na barevnost objektu a spektrální citlivost kamery VÝBĚR ZDROJE SVĚTLA Zdroj obrázků a informací: National Instruments

9 Širokospektrální Detekce barev se blíží přirozenému vnímání lidským okem Vhodné pro barevné kamery Více se projevuje barevná vada optiky způsobená rozdílným úhlem lomu VÝBĚR ZDROJE SVĚTLA Monochromatické Vybírá pouze úzké pásmo vlnových délek Využívá se pro zvýšení kontrastu Menší nároky na optiku eliminace chromatické aberace objektivu Barva světla je absorbována povrchem s protilehlou barvou Zdroj obrázků a informací: National Instruments

10 JAKÁ BARVA SVĚTLA BYLA POUŽITA? a) Originální obraz b) Bílá c) Červená d) Červená + Zelená e) Zelená f) Modrá Zdroj obrázků a informací: National Instruments

11 ZPŮSOB ŘÍZENÍ Integrovaný kontrolér Zpravidla umožňuje jednoduché zapínání světla externím pulzem z kamery nebo PC Někdy také řízení jasu analogovým vstupem Externí kontrolér Dimenzován na jedno i více světel Přesné nastavení jasu Dálkové ovládání (Ethernet, RS-232, GPIO ) Přesný pulzní režim Možnost použití PWM Zdroj obrázků a informací: Effilux, CCS Inc.

12 Základní typy světel

13 PŘÍMÉ NASVÍCENÍ - BRIGHT FIELD Ring light Zdroj: CCS Inc.

14 PŘÍMÉ NASVÍCENÍ - BRIGHT FIELD Flat Light Wide široký úhel vyzařování Narrow úzký úhel vyzařování Zdroj: CCS Inc.

15 ZADNÍ NASVÍCENÍ BACK LIGHT Zdroj: CCS Inc.

16 ZADNÍ NASVÍCENÍ BACK LIGHT Zdroj: CCS Inc.

17 KOAXIÁLNÍ SVĚTLO (DOAL) DOAL = Diffused On Axis Light Zdroj: CCS Inc.

18 MĚŘENÍ PÓROVITOSTI VÝBRUSU Ideální ve spojení s telecentrickým objektivem Zdroj: ATEsystem

19 DEFEKTY POVRCHŮ Zdroj: ATEsystem

20 INSPEKCE POTIŠTĚNÍ/VYRAŽENÍ Detekce potisků a gravírování Zdroj: ATEsystem

21 KONTROLA PINŮ Zdroj: ATEsystem

22 KONTROLA DESEK S PLOŠNÝMI SPOJI Přímé osvětlení (bílá LED) Koaxiální osvětlení (červená LED) Zdroj: ATEsystem

23 SNÍMÁNÍ RELIÉFU A HLADKÝCH PLOCH Přímé osvětlení (bílá LED) Koaxiální osvětlení (červená LED) Zdroj: ATEsystem

24 TEMNÉ POLE (DARK FIELD) Zdroj: CCS Inc.

25 ZVÝRAZNĚNÍ RELIÉFU Zdroj: ATEsystem

26 ZVÝRAZNĚNÍ RELIÉFU Zdroj: ATEsystem

27 INSPEKCE PCB Koaxiální osvětlení Temné pole Koaxiální osvětlení je inverzní k temnému poli Zdroj: ATEsystem

28 VADY A RELIÉFY V TRANSPARENTNÍCH MATERIÁLECH Zdroj: ATEsystem

29 VADY VÝROBKŮ Temné pole Koaxiální světlo Zdroj: ATEsystem

30 KONTROLA BLISTRŮ Temné pole Dome Zdroj: ATEsystem

31 KOPULOVÉ DIFÚZNÍ SVĚTLO (DOME) Zdroj: CCS Inc.

32 SNÍMÁNÍ LESKLÝCH PŘEDMĚTŮ Hliníkový blistr Zaoblené víko plechovky Zdroj: ATEsystem

33 LESKLÉ OBALOVÉ MATERIÁLY Prstencové světlo Dome Zdroj: ATEsystem

34 Kombinace světel přináší mnohdy lepší výsledky. Světlo série PDM je kombinací: Koaxiální světlo DOME Temné pole Nezávislé ovládání všech kanálů KOMBINACE SVĚTEL Zdroj obrázků: CCS Inc.

35 UŽITEČNÉ ODKAZY A Practical Guide to Machine Vision Lighting (National Instruments) Choose the Correct Illumination (Edmund Optics) Osvětlení ve strojovém vidění (FCC Průmyslové systémy) Machine Vision Lighting Products (CCS)

36 Děkuji za pozornost! Zdeněk Šebestík, ATEsystem s.r.o.