Осветительные приборы для машинного зрения – тема, с которой сталкиваешься практически в каждой новой разработке. И часто это кажется простым вопросом: 'ну, свет нужен'. Но как только начинаешь копать глубже, понимаешь, что это целая наука. Недостаточно просто осветить объект, нужно обеспечить качественную и равномерную подсветку, чтобы алгоритмы компьютерного зрения могли правильно его идентифицировать и измерить. И часто этот этап, на мой взгляд, недооценивают, а это может привести к серьезным проблемам.
На самом деле, выбор освещения для машинного зрения – это комплексная задача, зависящая от множества факторов. Во-первых, это тип объекта. Полированная поверхность будет требовать другой подсветки, чем матовая. Во-вторых, это требуемая точность измерений. Для высокоточной обработки могут потребоваться специальные источники света и схемы освещения. В-третьих, это характеристики сенсора машинного зрения – его чувствительность к разным длинам волн, его динамический диапазон. Неправильно подобранный свет может привести к засветке, недостаточной контрастности или просто к нечитаемым изображениям.
Я помню один проект, где мы использовали обычные светодиодные ленты для подсветки мелких деталей. Вроде бы хорошо, светло. Но на практике изображения получались с сильным бликом, что сильно усложняло работу алгоритмов. Пришлось переделывать систему, используя рассеянные источники света и специальные фильтры.
Классические источники света, такие как прожекторы и лампы накаливания, все еще используются, но их роль постепенно уменьшается. Они часто создают сильные тени и блики, что затрудняет обработку изображений. Более современными и эффективными решениями являются:
Одним из наиболее распространенных проблем является бликовое свечение. Оно возникает, когда свет отражается от поверхности объекта и попадает в объектив камеры. Это может привести к потере информации об объекте и затруднить его идентификацию. Для борьбы с бликовым свечением можно использовать различные методы, такие как:
Еще одна проблема – это неравномерность освещения. Если объект не освещен равномерно, то это может привести к искажению его формы и затруднить его идентификацию. Для решения этой проблемы можно использовать несколько источников света, расположенных под разными углами. ООО ?Аньхой Мок Робототехника? предлагает системы освещения, которые позволяют точно контролировать интенсивность и направление света, что обеспечивает равномерную подсветку объекта. Мы используем как программируемые светодиодные панели, так и индивидуально настроенные комбинации различных типов осветительных приборов.
Мы разрабатывали систему машинного зрения для контроля качества на производственной линии. Задача заключалась в обнаружении дефектов на поверхности металлических деталей. Изначально мы использовали прожекторы, но результаты были неудовлетворительными – слишком много бликов, недостаточно контрастности. Пришлось переходить на LED-освещение с рассеивающими элементами и использовать специальный алгоритм обработки изображений, который компенсировал влияние бликов. В итоге, удалось достичь высокой точности обнаружения дефектов и значительно снизить количество брака.
На мой взгляд, будущее освещения для машинного зрения связано с дальнейшим развитием LED-технологий и появлением новых материалов и конструкций осветительных приборов. Особое внимание будет уделяться созданию систем освещения, которые позволяют адаптироваться к различным условиям освещения и типу объекта. Также, думаю, будет расти спрос на автоматизированные системы освещения, которые могут автоматически настраивать параметры освещения в зависимости от текущей задачи.
И еще одно – интеграция освещения и датчиков. Например, можно создать осветительный прибор, который одновременно измеряет характеристики объекта (цвет, текстуру) и обеспечивает его подсветку. Это позволит упростить систему машинного зрения и повысить ее эффективность.