কিভাবে অপটিক্যাল প্রিজম শিল্প নিরীক্ষার সূক্ষ্মতা বজায় রাখে?

শিল্প মেশিন ভিশন সিস্টেমগুলিতে, ক্যামেরা হল "চোখ", অ্যালগরিদম হল "মস্তিষ্ক", এবং অপটিক্যাল প্রিজম হল আলোর পথের লুকানো "কমান্ডার"— অদৃশ্য এবং অনুধাবনযোগ্য, তবুও আলো বিচ্যুত করে, ছবি সমন্বয় করে এবং আলোক রশ্মি বন্টন করে জটিল শিল্প পরিবেশে "চোখ"-এর লক্ষ্য ধারণ করার ক্ষমতা প্রদান করে। সংকীর্ণ স্থানে যন্ত্রাংশ পরীক্ষা করা হোক, উচ্চ-গতির কনভেয়ার বেল্টে ত্রুটি চিহ্নিত করা হোক বা 3D মডেলিং-এ সূক্ষ্ম ক্যালিব্রেশন সম্পাদন করা হোক, প্রিজমগুলি অপরিহার্য।

ⅰ. প্রিজমের মূল কাজ: মেশিন ভিশনের "আলোক পথের চ্যালেঞ্জগুলি" সমাধান করা

শিল্প কারখানাগুলি পরীক্ষাগারের চেয়ে অনেক বেশি জটিল: কিছু পরিদর্শন বিন্দু সরঞ্জামের ভিতরে গভীরভাবে লুকানো থাকে, যা ক্যামেরা সরাসরি সারিবদ্ধ করা অসম্ভব করে তোলে; কিছু অংশ উচ্চ গতিতে চলে, যার ফলে একাধিক দিকের বিস্তারিত একই সঙ্গে ধরা পড়ে; কিছু পরিস্থিতিতে কঠোর ছবির অভিমুখ প্রয়োজন, যেখানে ক্ষুদ্রতম বিচ্যুতি ভুল রায়ের দিকে নিয়ে যায়। প্রিজমগুলির ভূমিকা হল এই "চ্যালেঞ্জ" গুলির জন্য সুনির্দিষ্ট আলোকিক সমাধান প্রদান করা।

1. জায়গার অভাব? লক্ষ্যে দৃষ্টি ঘুরাতে প্রিজম ব্যবহার করুন  

অটোমোটিভ ইঞ্জিন ব্লক পরিদর্শনে, অন্তঃস্থ বায়ু প্রবাহপথ সংকীর্ণ এবং বক্র, যা ক্যামেরা লেন্সকে সরাসরি ইমেজিংয়ের জন্য প্রবেশ করা থেকে বাধা দেয়। এখানেই সমকোণী প্রিজমের ভূমিকা আসে। একটি "আয়না"-এর মতো, এটি প্রবাহপথের ভিতরের ছবিকে 90 ডিগ্রি বাঁকিয়ে বাইরের ক্যামেরা সেন্সরে প্রক্ষেপণ করে—আসলে ব্লকটি খুলে না দেখেই অভ্যন্তরীণ গঠন দেখার জন্য ক্যামেরাকে একটি "বাঁকা চোখ" দেয়।

আরও বেশি বিশেষায়িত একটি উপাদান, পেন্টা প্রিজমের, আগত আলোকে 90 ডিগ্রি কোণে সঠিকভাবে বিক্ষিপ্ত করার অনন্য ক্ষমতা রয়েছে, প্রবেশের কোণ নির্বিশেষে। উচ্চ-নির্ভুলতা যুক্ত গিয়ার পরিমাপক যন্ত্রগুলিতে, উচ্চ গতিতে ঘূর্ণনের সময় কম্পনের কারণে পরিমাপের রশ্মি সহজেই সরে যেতে পারে। পেন্টা প্রিজম আলোকপথকে স্থিতিশীল ও সঠিক করে, যাতে পরিমাপের ত্রুটি 0.001mm-এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত থাকে, গিয়ারের পিচ এবং প্রোফাইল পরীক্ষায় নির্ভুলতা বজায় রাখে।

2. ছবির অভিমুখ সংক্রান্ত সমস্যা? দৃষ্টিভঙ্গি "সঠিক" করতে প্রিজম ব্যবহার করুন

পার্সেল সর্টিং লাইনে ক্যামেরা, প্যাকেজগুলি এলোমেলোভাবে স্থাপন করা হয়—কিছু সোজা, কিছু পাশে—যার ফলে ছবির অভিমুখ বিশৃঙ্খল হয়ে যায় যা অ্যালগরিদম ব্যাখ্যা করতে কষ্ট পায়। এখানে, একটি রুফ প্রিজম গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি ছবিকে বাম থেকে ডানে উল্টে দেয়, একটি "আয়নার মতো সংশোধন" করে যাতে ধারণকৃত লেবেলের ছবিটি সবসময় সোজা থাকে, সর্টিং দক্ষতা 30% এর বেশি বৃদ্ধি করে।

ডভ প্রিজম একজন সত্যিকারের "চিত্র ঘূর্ণন বিশেষজ্ঞ", যা যেকোনো কাঙ্ক্ষিত কোণে চিত্রকে ঘোরাতে সক্ষম। চিপ পিন পরিদর্শনে, যেখানে কনভেয়ারের অসঠিক সারিবদ্ধতার কারণে চিপগুলি হয়তো হেলে যেতে পারে, ডভ প্রিজম বাস্তব সময়ে চিত্রের কোণ সামঞ্জস্য করে, যার ফলে অ্যালগরিদমগুলি প্রতিটি পিনের দূরত্ব এবং অখণ্ডতা সঠিকভাবে চিহ্নিত করতে পারে, কোণীয় বিচ্যুতির কারণে হওয়া ত্রুটিগুলি এড়ানো যায়।

3. বহু-কোণীয় পরিদর্শনের প্রয়োজন? একইসঙ্গে ধারণের জন্য একটি প্রিজম ব্যবহার করে আলোকরশ্মি "বিভক্ত" করুন

মোবাইল ফোনের গ্লাস কভার পরিদর্শনের জন্য, সামনের দিক, পাশ এবং কিনারার ত্রুটিগুলি একইসঙ্গে দেখা প্রয়োজন। আলাদা আলাদা একাধিক ক্যামেরা ব্যবহার করলে স্থাপন জটিল হয়ে যাবে এবং ছবির পরে সারিবদ্ধতা প্রয়োজন হবে। কিউব বিমস্প্লিটার এই সমস্যার সমাধান করে। এটি একটি আলোক উৎসকে দুটি বা তার বেশি রশ্মিতে বিভক্ত করে, বিভিন্ন কোণে ক্যামেরাগুলিতে তা প্রক্ষেপণ করে—এভাবে "একটি আলোকরশ্মি দিয়ে একাধিক কাজ" সম্পন্ন করা যায়। এটি প্রয়োজনীয় ক্যামেরার সংখ্যা কমায় এবং সমকালীন বহু-কোণীয় ইমেজিং সক্ষম করে, পরিদর্শনের দক্ষতা দ্বিগুণ করে।

কর্নার কিউব রিট্রোরিফ্লেক্টর আগত আলোকে এর মূল পথের দিকে সরাসরি প্রতিফলিত করার অসাধারণ কাজটি সম্পাদন করে, যা একটি "আলোর বাউন্ডার"-এর মতো কাজ করে। লেজার 3D স্ক্যানারগুলিতে, কর্নার কিউব প্রিজম লেজার রশ্মির সাথে কাজ করে বহুগুণ প্রতিফলনের মাধ্যমে পৃষ্ঠের উচ্চতা পরিবর্তনগুলি সঠিকভাবে পরিমাপ করে, 0.01 মিমি পর্যন্ত নির্ভুলতার সাথে একটি ফোনের কেসিংয়ের 3D মডেল দ্রুত পুনর্গঠন করে, যা ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতির চেয়ে অনেক বেশি উন্নত।

4. উপাদান বিশ্লেষণ দরকার? আলোকে "বিভক্ত" করতে প্রিজম ব্যবহার করুন

খাদ্য পরিদর্শনে, দুধের গুঁড়োতে ভেজাল আছে কিনা তা নির্ধারণ করতে হলে এর আলোক বর্ণালীগত বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করা প্রয়োজন। ত্রিভুজাকার প্রিজমটি "বর্ণালী বিশ্লেষণকারী বিশেষজ্ঞ"-এর মতো কাজ করে। এটি সাদা আলোকে বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ছড়িয়ে দেয়— লাল, কমলা, হলুদ, সবুজ, নীল, রহস্যময় নীল, বেগুনি। বিভিন্ন পদার্থ নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষণ করে; শোষণ বর্ণালী বিশ্লেষণ করে দুধের গুঁড়োতে অবৈধ যোগকৃত উপাদানের উপস্থিতি শনাক্ত করা যায়, যা ঐতিহ্যগত রাসায়নিক পরীক্ষার চেয়ে দ্রুততর এবং আরও পরিবেশ-বান্ধব বিকল্প।

ⅱ. বাস্তব জীবনের প্রয়োগ: কীভাবে প্রিজমগুলি বিভিন্ন শিল্পের চাহিদা অনুযায়ী খাপ খায়

বিভিন্ন মেশিন ভিশন কাজের জন্য প্রিজমের চাহিদা অত্যন্ত ভিন্ন। সিস্টেমের কর্মক্ষমতা সর্বাধিক করার জন্য সঠিক প্রিজম ধরন নির্বাচন করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এখানে চারটি সাধারণ প্রয়োগের পরিস্থিতি দেওয়া হল:

1. কনভেয়ার বেল্ট সর্টিং: সমকোণী + ছাদের প্রিজম সমাধান করে "দেখা যাচ্ছে না, স্পষ্ট করে দেখা যাচ্ছে না"

একটি জলের বোতল সাজানোর লাইনে, লেবেলগুলি সঠিকভাবে লাগানো হয়েছে কিনা এবং ঢাকনাগুলি ভালো করে বন্ধ করা হয়েছে কিনা তা পরীক্ষা করতে স্থির-অবস্থানের ক্যামেরা দ্বারা পরিদর্শনের প্রয়োজন হয়। তবে কনভেয়ারের পাশে জায়গা সীমিত। একটি সমকোণী প্রিজম প্রথমে আলোর পথকে 90° ঘুরিয়ে দেয়, যা পার্শ্বে লাগানো ক্যামেরাকে বোতলের দেহ দেখতে দেয়। যদি হেলানো বোতলের কারণে লেবেলের ছবি উল্টে যায়, তবে একটি ছাদ-আকৃতির প্রিজম তা সংশোধন করে, ফলে অ্যালগরিদমটি লেবেলের অবস্থান এবং ঢাকনার অবস্থা সঠিকভাবে পড়তে পারে, এবং সাজানোর সফলতার হার 95% থেকে বেড়ে 99.8% হয়।

2. পার্ট 3D মডেলিং: পেন্টা + কিউব প্রিজম "স্টেরিও ভিশন" তৈরি করে

নতুন শক্তির যানবাহনের ব্যাটারি ইলেকট্রোড পরিদর্শনের সময়, পুরুত্ব, সমতলতা এবং কিনারার প্রোফাইল পরিমাপের জন্য একক দৃষ্টিভঙ্গি থেকে পাওয়া যায় না এমন 3D তথ্যের প্রয়োজন। এখানে, একটি পেন্টা প্রিজম আলোকপথকে স্থিতিশীল করে, বীমের বিচ্যুতি রোধ করে, যেখানে একটি কিউব বিমস্প্লিটার বীমকে ভাগ করে উপরের ও নীচের ক্যামেরাতে প্রক্ষেপণ করে। বীমগুলির মধ্যে দশা পার্থক্য গণনা করে ইলেকট্রোডের একটি 3D মডেল দ্রুত তৈরি করা হয়, যেখানে পুরুত্ব পরিমাপের ত্রুটি ≤0.005mm, যা অসম ইলেকট্রোড পুরুত্বের কারণে ঘটা সম্ভাব্য ব্যাটারি নিরাপত্তা ঝুঁকি প্রতিরোধ করে।

3. হাই-স্পিড সারফেস পরিদর্শন: ডোভ প্রিজম "ক্ষণস্থায়ী" ত্রুটিগুলি ধরে

ইস্পাত প্লেট রোলিং উৎপাদন লাইনে, প্লেটগুলি 3 মিটার প্রতি সেকেন্ড বেগে চলে এবং পৃষ্ঠের আঁচড় বা দাগগুলি অত্যন্ত ক্ষণস্থায়ী। একক ক্যামেরা দিয়ে পুরো প্রস্থ কভার করা সম্ভব নয়। ডুভ প্রিজম ছবির কোণ সামঞ্জস্য করে ক্যামেরার দৃষ্টিক্ষেত্রকে 120° পর্যন্ত বাড়িয়ে তোলে। এটি একটি হাই-স্পিড ক্যামেরার সাথে যুক্ত হয়ে প্লেটের সামনের দিক এবং দুটি কিনারা একসঙ্গে ধারণ করে, প্রতি সেকেন্ডে 1000 এর বেশি ত্রুটির বিন্দু শনাক্ত করে এবং আগেকার বহু-ক্যামেরা ব্যবস্থার তুলনায় 40% খরচ কমায়।

4. লেজার পজিশনিং: কর্ণার কিউব প্রিজম "প্রিসাইজ রিবাউন্ডিং" সক্ষম করে

শিল্প রোবট ওয়েল্ডিং-এ, সিমের সঠিক অবস্থান নির্ধারণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা লেজার সিস্টেমের উপর নির্ভর করে। কারখানার কম্পন এবং ধুলো লেজার রশ্মিকে বিচ্যুত করতে পারে। রোবটের শেষ প্রান্তে লাগানো কর্ণার কিউব প্রিজম লেজার রশ্মিকে সরাসরি প্রেরকের দিকে প্রতিফলিত করে। প্রতিফলিত আলোর বিচ্যুতি গণনা করে রোবটের অবস্থান বাস্তব সময়ে সামঞ্জস্য করা হয়, যা ওয়েল্ডিং নির্ভুলতাকে 0.1mm-এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করে এবং ত্রুটির হার উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে দেয়।

ⅲ.  প্রিজম উপাদান নির্বাচন: শুধুমাত্র "ভালো আলোক সংক্রমণ" নয়, কিন্তু "দৃঢ়তা"ও

শিল্প পরিবেশ জটিল এবং পরিবর্তনশীল; উচ্চ তাপমাত্রা, আর্দ্রতা, কম্পন এবং রাসায়নিক ক্ষয় ইত্যাদি উপাদানগুলি প্রিজমের কর্মক্ষমতা এবং আয়ুষ্কালকে প্রভাবিত করতে পারে। তাই, একটি প্রিজম নির্বাচন করার সময় শুধুমাত্র আলোকিক কর্মক্ষমতার পাশাপাশি উপাদানের টেকসই গুণাবলীও বিবেচনা করা হয়। এখানে পাঁচটি সাধারণ উপাদান এবং তাদের উপযুক্ত পরিস্থিতি দেওয়া হল:

উদাহরণ: একটি ইস্পাত কারখানায় গলিত ইস্পাতের তাপমাত্রা পরিমাপ করার সময়, পরিবেশের তাপমাত্রা 500°C ছাড়িয়ে যায়। স্ট্যান্ডার্ড N-BK7 গ্লাস প্রিজমগুলি গলে যাবে, অন্যদিকে একটি স্যাফায়ার প্রিজম উত্তাপ সহ্য করতে পারে। আইআর ক্যামেরার সাথে এটি যুক্ত করে বাস্তব-সময়ে তাপমাত্রার পরিবর্তন নিরীক্ষণ করা হয়। অর্ধপরিবাহী শিল্পে UV লিথোগ্রাফি পরিদর্শনের জন্য, UV ফিউজড সিলিকা পছন্দের বিকল্প, যা নির্ভুল প্যাটার্ন নির্ভুলতা পরীক্ষার জন্য কার্যকর UV সংক্রমণ নিশ্চিত করে।

ⅳ.  প্রিজম নির্বাচন ও ডিজাইন: ভুল এড়ানোর জন্য 3টি প্রধান নীতি

সঠিক প্রিজম নির্বাচন মেশিন ভিশন সিস্টেমের নির্ভুলতা এবং স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি করে; ভুল পছন্দ গুরুতর পরিদর্শন ত্রুটি এবং ঘন ঘন ব্যর্থতার দিকে নিয়ে যায়। এখানে নির্বাচনের তিনটি মূল নীতি রয়েছে:

1. "কাজের প্রয়োজনীয়তা" এর ভিত্তিতে ধরন নির্ধারণ করুন, "উচ্চ-প্রান্ত" এর পিছনে অন্ধভাবে ছুটবেন না

• সংকীর্ণ জায়গায় আলোকে বিক্ষিপ্ত করার জন্য, একটি সমকোণী প্রিজম যথেষ্ট; দামি পেন্টা প্রিজমের কোনও প্রয়োজন নেই।

• সমস্ত কোণ থেকে একযোগে পরিদর্শনের জন্য, একাধিক ক্যামেরা এবং স্ট্যান্ডার্ড প্রিজমের চেয়ে কিউব বিমস্প্লিটারকে অগ্রাধিকার দিন।

• ছবি ঘোরানো/সংশোধনের জন্য, প্রয়োজনীয় ঘূর্ণন কোণের ভিত্তিতে ডোভ বা ছাদ আকৃতির প্রিজমের মধ্যে বেছে নিন, ক্রিয়াকলাপের পুনরাবৃত্তি এড়িয়ে চলুন।

2. "পরিবেশগত অবস্থা" অনুযায়ী উপাদান নির্বাচন করুন, কার্যকারিতা ও খরচের মধ্যে ভারসাম্য রাখুন

• সাধারণ ঘরের তাপমাত্রা, ক্ষয়কারী নয় এমন পরিবেশ: সেরা খরচ-কার্যকারিতার জন্য N-BK7 কাচ বেছে নিন।

• উচ্চ তাপমাত্রা, কঠোর পরিবেশ: স্থায়িত্বের জন্য স্যাফায়ার বা UV ফিউজড সিলিকা বেছে নিন।

• আইআর বা ইউভি পরিস্থিতিতে: সংশ্লিষ্ট আইআর উপকরণ (Ge, ZnSe) বা ইউভি উপকরণ (UV ফিউজড সিলিকা) নির্বাচন করুন; সাধারণ কাচ এড়িয়ে চলুন।

3. সামগ্রিক কার্যকারিতা উন্নত করতে "বিস্তারিত দক্ষতা" গুরুত্ব দিন

• প্রিজম কোটিং অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ: উচ্চ প্রতিফলনের পরিস্থিতিতে (যেমন, ধাতু পরিদর্শন), প্রতিফলন ক্ষতি কমাতে এবং ছবির স্বচ্ছতা বাড়াতে প্রতি-প্রতিফলন কোটযুক্ত প্রিজম বেছে নিন।

• উৎপাদন নির্ভুলতা অবশ্যই প্রমিত মানের সাথে মিল রাখতে হবে: প্রিজম কোণের ত্রুটি ±30 আর্কসেকেন্ডের মধ্যে (1 আর্কসেকেন্ড = 1/3600 ডিগ্রি) নিয়ন্ত্রিত করা উচিত; অন্যথায় আলোকপথের বিচ্যুতি ঘটে, যা পরিদর্শনের নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করে।

• সিস্টেম সামঞ্জস্যতা: প্রিজমের আকার এবং মাউন্টিং ক্যামেরা ও লেন্সের সাথে মিল রাখতে হবে, যাতে ইনস্টলেশনের ত্রুটি থেকে বিস্তারিত হওয়া এড়ানো যায়।

উপসংহার: ছোট কিন্তু শক্তিশালী, মেশিন ভিশনে "নির্ভুলতার প্রতিষ্ঠার ভিত্তি"

মেশিন ভিশন সিস্টেমগুলিতে প্রিজমগুলি ক্যামেরা বা অ্যালগরিদমের মতো প্রাধান্য পায় না, তবুও এগুলি নীরবে "আলোকপথ নিয়ন্ত্রণ"-এর মতো মূল কাজ সম্পাদন করে—যেমন স্থানের সীমাবদ্ধতা, ছবির বিশৃঙ্খলা এবং বহু-কোণীয় পরিদর্শনের মতো চ্যালেঞ্জগুলি সমাধান করে, যা শিল্প পরিদর্শনকে "দেখা" থেকে "সঠিকভাবে এবং দ্রুত দেখা"-এ এগিয়ে নিয়ে যায়।

গাড়ি উত্পাদন, ইলেকট্রনিক্স উৎপাদন, খাদ্য পরিদর্শন বা নতুন শক্তি খাত যাই হোক না কেন, মেশিন ভিশন সিস্টেমের কর্মদক্ষতা বৃদ্ধির জন্য সঠিক প্রিজম প্রকার এবং উপাদান নির্বাচন করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। মেশিন ভিশন যত বেশি নির্ভুলতা এবং জটিল পরিস্থিতির দিকে এগিয়ে যাচ্ছে, ততই প্রিজমগুলির ভূমিকা আরও বেশি গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠছে।