So wählen Sie die richtige Beleuchtung für industrielle Anwendungen aus
Willkommen zurück zu unserer Serie von Machine-Vision-Blogs über Beleuchtung. Diese Woche werden wir verschiedene Beleuchtungsoptionen für Machine-Vision-Systeme untersuchen und erläutern, warum jeder Beleuchtungstyp für bestimmte Einstellungen und Umgebungen optimal ist.
Egal, ob Sie daran interessiert sind, Ihr eigenes Machine-Vision-System für ein Projekt oder eine kommerzielle Anwendung zu bauen, oder einfach nur mehr über die Beleuchtung für Machine Vision erfahren möchten, dieser Blogbeitrag ist für Sie.
Letztendlich ist die Beleuchtung für alle Machine-Vision-Anwendungen von grundlegender Bedeutung, und diese Liste umfasst natürlich Druck und Verpackung, Robotik, industrielle Automatisierung, Medizin, Biowissenschaften und die Automobilindustrie, um nur einige zu nennen. Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Lesen.
Licht verstehen
Aus physikalischer Sicht ist Licht ein faszinierendes Konzept, da es die Welle-Teilchen-Dualität aufweist: Im Gegensatz zu jeder anderen Energie kann es sowohl als Teilchen (Photonen) als auch als Wellen konzeptualisiert werden, und verschiedene Kontexte erfordern unterschiedliche Kategorisierungen.
Licht bewegt sich mit 300 Millionen Metern pro Sekunde und breitet sich definitiv in geraden Linien aus.
Sichtbares Licht hat eine Wellenlänge von etwa einem halben Tausendstel Millimeter, zwischen ungefähr 380 und 780 Nanometern (nm).
Beleuchtung in Machine Vision Systemen verstehen
Hier beginnen wir, über Licht im Kontext der Beleuchtung einer Umgebung für ein Machine-Vision-System zu sprechen. Im Allgemeinen gibt es sechs Dinge, die Sie richtig machen müssen:
- Teilehandhabung und -platzierung
- Beleuchtungsauswahl und -geometrie
- Optikdesign und Linsenauswahl
- Sensor-/Kameraauswahl
- Algorithmusauswahl (Merkmalsextraktion)
- Klassifizierung von Ergebnissen und Aktionen
Objekteigenschaften
Für Ihre gewählte Anwendung ist es wichtig, die folgenden Aspekte sorgfältig zu bedenken, um zu planen, wie Sie die Umgebung richtig beleuchten.
Betrachten Sie zunächst das Teil oder Objekt, das Sie abbilden möchten. Wie wird Licht mit seinen Oberflächen interagieren? Wirkt es glänzend oder matt? Wird es Licht absorbieren, reflektieren oder brechen?
Es ist gut möglich, dass die Oberflächeneigenschaften Ihres Objekts irgendwo zwischen diesen Beschreibungen liegen, aber es ist wichtig, diese Eigenschaften zu beobachten, da dies Ihre Entscheidung über die Beleuchtungsmethode beeinflussen wird.
Denken Sie als Nächstes über die geometrische Form Ihres Teils oder Objekts und die Lichtwege von der Lichtquelle zur Kamera nach. Es ist wichtig, dies im Zusammenhang mit den lichtinteraktiven Eigenschaften Ihres Objekts zu betrachten.
Letztendlich muss die Art der Beleuchtung, die Sie wählen, zum bestmöglichen Signal-Rausch-Verhältnis bei den erforderlichen Merkmalen beitragen – z. B. wenn Sie ein Etikett auf einer Obstverpackung prüfen, möchten Sie den besten Kontrast, das beste Signal-Rausch-Verhältnis und die beste Gesamtbildqualität bei den Etikettdetails und nicht bei der Frucht selbst.
Licht und Oberflächen
Spiegelnde Oberflächen
Spiegelnde Oberflächen sind nahezu perfekt reflektierend. Spiegel, polierte Metalle und Flüssigkeiten bei geringen Winkeln erzeugen reine spiegelnde Reflexionen, daher ist es sehr wichtig, wo Sie Ihre Beleuchtung platzieren.
Spiegelnde, facettenreiche Oberflächen – wie Zucker, feuchte Oberflächen (nicht Wasser) und gebrochene oder bearbeitete Metalle – verhalten sich wie viele winzige Spiegel, die spiegelnde Reflexionen in vielen Winkeln streuen.
Amorphe Oberflächen
Amorphe Oberflächen hingegen sind nahezu perfekt matt. Weißes Papier, Pulver und Keramik erzeugen eine rein diffuse Reflexion, die aus allen Winkeln sehr ähnlich aussieht, so dass die Positionierung der Beleuchtung weniger wichtig, aber nicht unwichtig ist.
Reale Beispiele für Oberflächen mit amorphen Eigenschaften sind beschichtetes Papier, geformte Kunststoffe, Farbe, grob poliertes oder gegossenes Metall und feuchte Oberflächen.
Beleuchtungstechnologie für Machine Vision
Die Wahl des richtigen Beleuchtungstyps ist entscheidend für ein erfolgreiches Bildverarbeitungssystem.
Historisch gesehen hat LED in vielen Bereichen hervorragende Leistungen erbracht, hatte aber Schwierigkeiten über große Entfernungen. Heutzutage hat sich die LED-Technologie verbessert und gilt allgemein als die beste Option für die Beleuchtung in der industriellen Bildverarbeitung.
Wenn wir über Beleuchtungsarten sprechen, meinen wir nicht die verschiedenen Arten, wie Licht erzeugt werden kann, da diese normalerweise alle LED sein werden – wir sprechen über die verschiedenen Beleuchtungs-effekte, die mit verschiedenen Arten von Lichtern erzeugt werden können.
Hellfeld- und Dunkelfeldbeleuchtung
Die folgenden Beleuchtungstechniken haben alle ausschließlich mit der Platzierung der Lichtquelle zu tun – die Position ist alles!
Hellfeldbeleuchtung
Hier erscheinen der Hintergrund und die flachen Teile des Objekts hell, und erhabene Kanten und Details erscheinen dunkel.
Hellfeldbeleuchtung erklärt
Dunkelfeldbeleuchtung
Umgekehrt erscheint bei Dunkelfeldbeleuchtung der Hintergrund und die flachen Teile des Objekts dunkel, und erhabene Kanten und Details erscheinen hell.
Dunkelfeldbeleuchtung erklärt
Arten von Machine Vision Beleuchtung
Es gibt eine Vielzahl von Beleuchtungsarten für Machine-Vision-Systeme, die alle auf unserer Seite für Beleuchtungsprodukte zu finden sind.
Balken- und Linienleuchten
Nützlich für eine Vielzahl von Anwendungen, konzentrieren Balken- und Linienleuchten die Lichtintensität entlang einer Linie.
Balken- und Linienleuchten von OPT Machine Vision & Smart Vision Lights
Hintergrundbeleuchtung
Hintergrundbeleuchtung erzeugt Silhouetten der Objekte, die Sie abbilden, was nützlich ist, wenn sehr hohe Kontraste erforderlich sind.
Hintergrundbeleuchtung von OPT Machine Vision und Smart Vision Lights
Dome Lights
Dome Lights sind nützlich zum Lesen von Barcodes, zum Erkennen von Fehlern, für abgerundete oder stark reflektierende Produkte oder zur Inspektion von Produkten mit einer gleichmäßigen, uniformen und wiederholbaren Lichtintensität.
Dome Lights von OPT Machine Vision
Axiale und Koaxialleuchten
Koaxialleuchten verwenden Spiegel, um Objekte entlang derselben Achse wie den Sensor zu beleuchten. Diese Leuchten sind nützlich, um den Kontrast an den Rändern Ihres Zielobjekts zu erhöhen.
Koaxiale Beleuchtung von OPT Machine Vision
Linienleuchten
Linienleuchten werden typischerweise zusammen mit Zeilenkameras verwendet, da sie ein intensives Licht entlang einer feineren Linie erzeugen als Balkenleuchten.
Zeilen-Scan-Lichter von Smart Vision Lights
Linienleuchten sind in verschiedenen Größen, Wellenlängen und Helligkeitsoptionen erhältlich und eine fantastische Option für die Beleuchtung von Fertigungslinien für Zeilen-Scans.
Cobra-Linienleuchten von ProPhotonix
Spotlights
Spotlights sind perfekt für einen DIY-Ansatz bei der Hellfeld- und Dunkelfeldbeleuchtung, da sie für eine einfache Installation konzipiert sind und die vielen verfügbaren Optionen sie zu einer idealen Lösung für viele Anwendungen machen.
Spotlights von ProPhotonix, Smart Vision Lights und OPT Machine Vision
Ringlichter
Obwohl sie weniger anpassbar sind als ein „DIY“-Ansatz, ermöglichen Ringlichter dem Benutzer, Techniken wie Hellfeldbeleuchtung und Dunkelfeldbeleuchtung mit deutlich weniger Stress durchzuführen; mit festgelegten Winkeln und Größen zur Auswahl wird die Hell- und Dunkelfeldbeleuchtung mit Ringlichtern viel einfacher.
Ringlichter von Smart Vision Lights, OPT Machine Vision und ProPhotonix
Beleuchtungs- und Beleuchtungslösungen für die industrielle Bildverarbeitung von ClearView Imaging
Das war unser Überblick darüber, wie man die richtige Beleuchtung für industrielle Anwendungen auswählt. Schauen Sie sich unbedingt unser großartiges Sortiment an Bildverarbeitungsleuchten in unserem Produktbereich an!
Bleiben Sie nächste Woche dran, wenn wir die verschiedenen Arten von optischen Filtern für die Bildverarbeitung erkunden!
Hier bei ClearView verfügen wir über ein breites Spektrum an Wissen und Expertise in der Bildverarbeitung, um Ihnen bei der Auswahl der richtigen Lösung für Ihr Projekt zu helfen.
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