Cómo elegir la iluminación correcta para aplicaciones industriales
Bienvenidos de nuevo a nuestra serie de blogs sobre visión artificial y su iluminación. Esta semana exploraremos las diferentes opciones de iluminación para sistemas de visión artificial y por qué cada tipo de iluminación es óptimo para entornos y configuraciones particulares.
Este blog es para usted, ya sea que esté interesado en construir su propio sistema de visión artificial para un proyecto, una aplicación comercial, o simplemente desee aprender más sobre la iluminación para visión artificial.
En última instancia, la iluminación es fundamental para todas las aplicaciones de visión artificial, y esta lista incluye, por supuesto, la impresión y el embalaje, la robótica, la automatización industrial, la medicina, las ciencias de la vida y la industria automotriz, por nombrar solo algunas. Esperamos que disfrute la lectura.
Comprender la luz
Desde una perspectiva física, la luz es un concepto intrigante y fascinante, debido a la dualidad onda-partícula: a diferencia de cualquier otra energía, puede conceptualizarse como partículas (fotones) y como ondas, y diferentes contextos requieren diferentes categorizaciones.
La luz se mueve a 300 millones de metros por segundo y viaja definitivamente en línea recta.
La luz visible tiene una longitud de onda de aproximadamente media milésima de milímetro, entre 380 y 780 nanómetros (nm).
Comprender la iluminación en los sistemas de visión artificial
Aquí es donde comenzamos a hablar sobre la luz en el contexto de iluminar un entorno para un sistema de visión artificial. En general, hay seis cosas que debe hacer bien:
- Manipulación y colocación de piezas
- Selección y geometría de la iluminación
- Diseño óptico y selección de lentes
- Selección de sensor/cámara
- Selección de algoritmo (extracción de características)
- Clasificación de resultados y acciones
Propiedades del objeto
Para la aplicación elegida, es importante pensar cuidadosamente en los siguientes aspectos para planificar cómo se iluminará correctamente el entorno.
Para empezar, observe la pieza u objeto que desea representar. ¿Cómo interactuará la luz con sus superficies? ¿Parece brillante o mate? ¿Absorberá la luz, la reflejará o la refractará?
Es muy posible que las propiedades de la superficie de su objeto se encuentren en algún punto intermedio entre estas descripciones, pero es importante observar estas características, ya que esto informará su decisión sobre el método de iluminación.
A continuación, piense en la forma geométrica de su pieza u objeto, y en las trayectorias de la luz desde la fuente de iluminación hasta la cámara. Es importante pensar en esto junto con las propiedades de interacción de la luz de su objeto.
En última instancia, el tipo de iluminación que elija deberá contribuir a la mejor relación señal/ruido posible en las características requeridas; por ejemplo, si está inspeccionando una etiqueta en un paquete de fruta, desea el mejor contraste, relación señal/ruido y calidad de imagen general en los detalles de la etiqueta, en lugar de la fruta misma.
Luz y superficies
Superficies especulares
Las superficies especulares son casi perfectamente reflectantes. Los espejos, los metales pulidos y los líquidos en ángulos bajos producirán una reflexión especular pura, por lo que realmente importa dónde coloque la iluminación.
Las superficies especulares multifacéticas, como el azúcar, las superficies húmedas (no el agua) y los metales fracturados o mecanizados, se comportan como muchos pequeños espejos, dispersando las reflexiones especulares en muchos ángulos.
Superficies amorfas
Las superficies amorfas, por otro lado, son casi perfectamente mate. El papel blanco, los polvos y las cerámicas producirán una reflexión difusa pura, que generalmente aparecerá muy similar desde todos los ángulos, por lo que el posicionamiento de la iluminación es menos importante, pero no intrascendente.
Ejemplos del mundo real de superficies que poseen propiedades amorfas incluyen papel estucado, plásticos moldeados, pintura, metal fundido o pulido en bruto y superficies húmedas.
Tecnología de iluminación para visión artificial
Elegir el tipo correcto de iluminación es esencial para un sistema de visión exitoso.
Históricamente, los LED han sobresalido en muchas áreas, pero han tenido dificultades a largas distancias. Hoy en día, la tecnología LED ha mejorado y generalmente se considera la mejor opción para la iluminación en visión artificial.
Cuando hablamos de tipos de iluminación, no nos referimos a las diferentes formas en que se puede generar la luz, ya que normalmente todas serán LED; nos referimos a los diferentes efectos de iluminación que se pueden producir con diferentes tipos de luces.
Iluminación de campo brillante y campo oscuro
Las siguientes técnicas de iluminación tienen que ver completamente con la ubicación de la fuente de luz: ¡la ubicación lo es todo!
Iluminación de campo brillante
Aquí, el fondo y las partes planas del objeto aparecen brillantes, y los bordes y detalles elevados aparecen oscuros.
Iluminación de campo brillante explicada
Iluminación de campo oscuro
Por el contrario, la iluminación de campo oscuro es donde el fondo y las partes planas del objeto aparecen oscuras, y los bordes y detalles elevados aparecen claros.
Iluminación de campo oscuro explicada
Tipos de luces para visión artificial
Existe una amplia variedad de tipos de iluminación disponibles para sistemas de visión artificial, todos los cuales se pueden encontrar en nuestra página de productos de iluminación.
Barras de luz y luces lineales
Útiles para una amplia gama de aplicaciones, las barras de luz y las luces lineales concentran la intensidad de la luz a lo largo de una línea.
Barras de luz y luces lineales de OPT Machine Vision y Smart Vision Lights
Luces de fondo
Las luces de fondo producen siluetas de los objetos que se están representando, lo cual es útil cuando se necesitan niveles muy altos de contraste.
Luces de fondo de OPT Machine Vision y Smart Vision Lights
Luces de cúpula
Las luces de cúpula son útiles para leer códigos de barras, imperfecciones, productos redondeados o altamente reflectantes, o para inspeccionar productos con una intensidad de luz uniforme, homogénea y repetible.
Luces de cúpula de OPT Machine Vision
Luces axiales y coaxiales
Las luces coaxiales emplean espejos para iluminar objetos a lo largo del mismo eje que el sensor. Estas luces son útiles para aumentar el contraste en los bordes del objeto objetivo.
Luces coaxiales de OPT Machine Vision
Luces de línea
Las luces de línea se suelen utilizar junto con las cámaras de escaneo de línea, ya que producen una luz intensa a lo largo de una línea más fina que las luces de barra.
Luces de escaneo de línea de Smart Vision Lights
Las luces de línea están disponibles en una amplia gama de tamaños, longitudes de onda y opciones de brillo, y son una opción fantástica para iluminar las líneas de fábrica para el escaneo de línea.
Luces de línea Cobra de ProPhotonix
Focos
Perfectos para un enfoque "hágalo usted mismo" de la iluminación de campo claro y campo oscuro, los focos están diseñados para una fácil instalación, y las muchas opciones disponibles los convierten en una solución ideal para muchas aplicaciones.
Focos de ProPhotonix, Smart Vision Lights y OPT Machine Vision
Luces anulares
Aunque menos personalizables que un enfoque "hágalo usted mismo", las luces anulares permiten al usuario realizar técnicas como la iluminación de campo claro y la iluminación de campo oscuro con significativamente menos estrés; con ángulos y tamaños fijos para elegir, la iluminación de campo claro y oscuro se simplifica mucho con la iluminación anular.
Luces anulares de Smart Vision Lights, OPT Machine Vision y ProPhotonix
Soluciones de iluminación e iluminación para visión artificial de ClearView Imaging
Esto es todo para nuestro desglose de cómo elegir la iluminación correcta para aplicaciones industriales. ¡Asegúrese de echar un vistazo a nuestra gran variedad de luces de visión artificial en nuestra sección de productos!
¡Manténgase atento la próxima semana mientras exploramos los diferentes tipos de filtros ópticos para visión artificial!
Aquí en ClearView, tenemos una amplia gama de conocimientos y experiencia en visión artificial para ayudarle a decidir la solución adecuada para su proyecto.
Ofrecemos una amplia gama de componentes, y nuestros expertos estarán encantados de ayudarle sin importar cuál sea su pregunta o problema. ¡No dude en ponerse en contacto con nosotros y uno de nuestros expertos en visión artificial estará listo para ayudarle a empezar con su proyecto!
