ZPŮSOBY NASVÍCENÍ v počítačovém vidění Ing. Tomáš Gřeš, Zdeněk Šebestík, ATEsystem s.r.o.
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
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
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
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)
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
ŠIROKÝ NEBO ÚZKÝ ÚHEL Široký úhel Širší osvícená plocha Lepší uniformita Výhodnější pro použití s difuzorem Úzký úhel Delší pracovní vzdálenost Vyšší intenzita
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
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
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
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.
Základní typy světel
PŘÍMÉ NASVÍCENÍ - BRIGHT FIELD Ring light Zdroj: CCS Inc.
PŘÍMÉ NASVÍCENÍ - BRIGHT FIELD Flat Light Wide široký úhel vyzařování Narrow úzký úhel vyzařování Zdroj: CCS Inc.
ZADNÍ NASVÍCENÍ BACK LIGHT Zdroj: CCS Inc.
ZADNÍ NASVÍCENÍ BACK LIGHT Zdroj: CCS Inc.
KOAXIÁLNÍ SVĚTLO (DOAL) DOAL = Diffused On Axis Light Zdroj: CCS Inc.
MĚŘENÍ PÓROVITOSTI VÝBRUSU Ideální ve spojení s telecentrickým objektivem Zdroj: ATEsystem
DEFEKTY POVRCHŮ Zdroj: ATEsystem
INSPEKCE POTIŠTĚNÍ/VYRAŽENÍ Detekce potisků a gravírování Zdroj: ATEsystem
KONTROLA PINŮ Zdroj: ATEsystem
KONTROLA DESEK S PLOŠNÝMI SPOJI Přímé osvětlení (bílá LED) Koaxiální osvětlení (červená LED) Zdroj: ATEsystem
SNÍMÁNÍ RELIÉFU A HLADKÝCH PLOCH Přímé osvětlení (bílá LED) Koaxiální osvětlení (červená LED) Zdroj: ATEsystem
TEMNÉ POLE (DARK FIELD) Zdroj: CCS Inc.
ZVÝRAZNĚNÍ RELIÉFU Zdroj: ATEsystem
ZVÝRAZNĚNÍ RELIÉFU Zdroj: ATEsystem
INSPEKCE PCB Koaxiální osvětlení Temné pole Koaxiální osvětlení je inverzní k temnému poli Zdroj: ATEsystem
VADY A RELIÉFY V TRANSPARENTNÍCH MATERIÁLECH Zdroj: ATEsystem
VADY VÝROBKŮ Temné pole Koaxiální světlo Zdroj: ATEsystem
KONTROLA BLISTRŮ Temné pole Dome Zdroj: ATEsystem
KOPULOVÉ DIFÚZNÍ SVĚTLO (DOME) Zdroj: CCS Inc.
SNÍMÁNÍ LESKLÝCH PŘEDMĚTŮ Hliníkový blistr Zaoblené víko plechovky Zdroj: ATEsystem
LESKLÉ OBALOVÉ MATERIÁLY Prstencové světlo Dome Zdroj: ATEsystem
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.
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)
Děkuji za pozornost! Zdeněk Šebestík, ATEsystem s.r.o.