Veľký seriál o svetlách: prečo je voľba osvetlenia kľúčová pre strojové videnie?
Voľba správneho osvetlenia rozhoduje o úspechu celej aplikácie strojového videnia. Ani tá najlepšia kamera a objektív totiž nedokážu poskytnúť kvalitný obraz, ak je scéna osvetlená nevhodne. Nepomôže nám ani nasadenie algoritmov AI. Prečítajte si prvý diel Veľkého seriálu o svetlách. Začíname.
V ATEsystem ponúkame širokú škálu profesionálneho osvetlenia s homogénnym svitom – od prstencového, plošného a stĺpcového, cez dome a flat-dome osvetlenie, až po svetlá pre riadkové kamery, telecentrické osvetlenie či špecializované back-light zdroje. Staráme sa nielen o predaj a distribúciu pre Českú republiku a Slovensko, ale aj o kompletnú technickú podporu a poradenstvo pri návrhu a realizácii projektov.
Základy správneho nasvietenia – alfa a omega všetkého
Prvým krokom pri výbere svetla je účel aplikácie. Ak potrebujeme odhaliť vady na povrchu alebo čítať potlač, volíme predné (front) osvetlenie, teda svetlo prichádzajúce zo smeru kamery. Dôležité je zvoliť správny uhol dopadu aj mieru difúzie, ktorá pomáha potláčať odlesky.
Naopak, pri meraní rozmerov, priemerov alebo kontrolách otvorov je vhodnejšie zadné (back) osvetlenie, pri ktorom objekt svetlo blokuje a kamera vidí jeho siluetu. Tento princíp poskytuje maximálny kontrast hrán a umožňuje presné meranie. V niektorých prípadoch (napríklad pri priehľadných materiáloch) je potrebné kombinovať viac typov osvetlenia, prípadne zvoliť koaxiálne alebo ploché uniformné dome osvetlenie, ktoré eliminuje nežiaduce odrazy z lesklých a zakrivených povrchov.
Farba svetla a vlnová dĺžka
Vlnová dĺžka svetla výrazne ovplyvňuje výkon celého optického systému. Každý povrch reaguje inak na rôzne farby svetla. Často sa využíva princíp komplementárnych farieb:
Zelený povrch nasvietený zeleným svetlom sa bude na čiernobielej kamere javiť biely. Naopak, červený povrch nasvietený zeleným svetlom sa bude javiť čierny. V praxi sa často používa monochromatické osvetlenie, ktoré zjednodušuje optický systém a zvyšuje jeho stabilitu.
Ak je potrebné presnejšie určiť priepustnosť svetla, používajú sa optické filtre. Napríklad:
-
dichroické (interferenčné) filtre, ktoré prepúšťajú iba zvolenú farbu a ostatné odrážajú,
-
polarizačné filtre, ktoré pomáhajú odstrániť odlesky z lesklých povrchov,
-
alebo neutrálne ND filtre, ktoré rovnomerne znižujú intenzitu svetla bez zmeny jeho farby či hĺbky ostrosti objektívu.
Štruktúrované osvetlenie
Moderné aplikácie strojového videnia čoraz častejšie využívajú štruktúrované osvetlenie, teda premietanie známeho svetelného vzoru (napr. mriežky, čiary alebo bodového poľa) na objekt. Z deformácie tohto vzoru možno presne rekonštruovať 3D tvar objektu – princíp bežne využívaný pri 3D inšpekciách, meraní deformácií alebo kontrole rovinnosti povrchu.
Na štruktúrované osvetlenie je dnes výhodnejšie používať LED projektory, ktoré poskytujú homogénny svetelný vzor bez difrakčných artefaktov, typických pre lasery (tzv. speckle efekt). Vďaka tomu je obraz stabilný, ostrý a bez rušivých interferencií.
Čo vás čaká nabudúce?
Tento článok otvára nový seriál o osvetlení pre strojové videnie. V ďalších dieloch sa zameriame na jednotlivé princípy osvetlenia spolu s príkladmi z našich aplikácií.
Hľadáte vhodné osvetlenie spolu s kamerou? Vďaka širokému portfóliu a priamej spolupráci s dodávateľmi dokážeme ponúknuť veľmi zaujímavé ceny, a to ako pre jednotlivé komponenty, tak aj pre celé kamerové zostavy. Navyše pri zakúpení osvetlenia spoločne s kamerou poskytujeme výhodnejšiu cenu na osvetlenie, aby bol váš projekt nielen technicky dokonalý, ale aj ekonomicky efektívny.
Chcete sa poradiť alebo získať cenovú ponuku? Napíšte nám na kamery@atesystem.cz, radi vám poradíme.
ATEsystem s.r.o.
Technologická 378/9
708 00 Ostrava-Pustkovec
tel.: + 420 595 172 720