Conoscenza di base delle sorgenti luminose per la visione artificiale

I componenti base dell'hardware per l'ispezione visiva includono: processore, telecamera, obiettivo e sorgente luminosa. Attraverso un'adeguata progettazione dell'illuminazione con sorgente luminosa, le informazioni del target e le informazioni di sfondo nell'immagine possono essere separate in modo ottimale. Ciò non solo può ridurre notevolmente la difficoltà algoritmica dell'elaborazione delle immagini, ma anche migliorare l'accuratezza e l'affidabilità del sistema. Sfortunatamente, attualmente non esiste un sistema di illuminazione per la visione artificiale universale in grado di far fronte a diversi requisiti di rilevamento. Pertanto, per ogni caso specifico, è necessario progettare un dispositivo di illuminazione adattato per ottenere il miglior effetto. Un'illuminazione inappropriata causerà molti problemi. Le sorgenti luminose per la visione artificiale sono così importanti, ma sono spesso ignorate da molte persone. Attualmente, le sorgenti luminose per la visione artificiale utilizzano principalmente LED (diodi a emissione luminosa).

Sorgente luminosa per visione artificiale

I metodi di illuminazione per la visione artificiale includono:

• Luce diretta: la luce incidente proviene fondamentalmente da una direzione e ha un piccolo angolo di incidenza. Può proiettare l'ombra dell'oggetto.
• Luce diffusa: la luce incidente proviene da più direzioni, o addirittura da tutte le direzioni, e non proietta ombre evidenti.
• Luce polarizzata: in un piano perpendicolare alla direzione di propagazione, il vettore luce vibra solo in una certa direzione fissa.
• Luce parallela: luce con lo stesso angolo di illuminazione, come la luce solare. Più stretto è l'angolo luminoso della luce diretta dei LED, più si avvicina alla luce parallela.

Fondamenti delle sorgenti luminose per visione artificiale:

1. Libertà di formaUna sorgente luminosa a LED è composta da molti singoli LED. Pertanto, rispetto ad altre sorgenti luminose, può essere realizzata in più forme ed è più facile progettare la forma e le dimensioni della sorgente luminosa in base alla situazione dell'utente.
2. Lunga durataAffinché l'unità di elaborazione delle immagini ottenga risultati di misurazione accurati e ripetibili, il sistema di illuminazione deve garantire che possa fornire un input di immagine stabile per un lungo periodo di tempo. La luminosità delle sorgenti luminose a LED diminuisce dopo 10.000-30.000 ore di funzionamento continuo, ma l'effetto è di gran lunga migliore rispetto ad altri tipi di sorgenti luminose. Inoltre, l'utilizzo di un sistema di controllo per far funzionare in modo intermittente può sopprimere il riscaldamento del tubo luminoso e raddoppiarne la vita.
3. Velocità di risposta rapidaIl tempo di risposta del tubo a emissione luminosa a LED è molto breve. Il vero significato del tempo di risposta è garantire il passaggio di lavoro tra più sorgenti luminose o tra diverse aree di una sorgente luminosa secondo necessità. Quando viene utilizzato un controller speciale per alimentare la sorgente luminosa a LED, il tempo per raggiungere l'illuminazione massima è inferiore a 10 secondi.
4. Vari coloriOltre alla forma della sorgente luminosa, un altro aspetto per ottenere un input di immagine stabile è la scelta del colore della sorgente luminosa. Anche per sorgenti luminose della stessa forma, le immagini ottenute saranno molto diverse a causa dei diversi colori. Infatti, come utilizzare le caratteristiche tecniche del colore della sorgente luminosa per ottenere il miglior effetto di immagine a contrasto è sempre stata la direzione principale dello sviluppo delle sorgenti luminose.
5. Bassi costi operativi complessiviSe si sceglie un prodotto economico ma senza prestazioni garantite, il risparmio sull'investimento iniziale sarà presto compensato dai costi di manutenzione e riparazione giornalieri. Altre sorgenti luminose non solo consumano 2-10 volte più energia delle sorgenti luminose a LED, ma devono anche essere sostituite quasi ogni mese, il che spreca molto tempo prezioso per gli ingegneri di manutenzione. Inoltre, più sorgenti luminose vengono messe in uso, maggiore è il costo di sostituzione dei dispositivi e della manodopera. Pertanto, è molto economico scegliere sorgenti luminose a LED a lunga durata a lungo termine.

Quando si progettano sistemi ottici per applicazioni di visione artificiale, la preoccupazione più importante è la luce riflessa dalla superficie dell'oggetto. La forma geometrica, la lucentezza e il colore della superficie dell'oggetto determinano come la luce viene riflessa sulla superficie dell'oggetto. Il trucco per applicare le sorgenti luminose nella visione artificiale si riduce a come controllare la riflessione della luce degli oggetti. Finché la luce riflessa è meglio controllata, le immagini raccolte saranno più facili da controllare.