Jak zvýšit přesnost kontroly v systému strojového vidění?

Ve praktickém využití mohou nestabilní prvky ve systémech pro kontrolu strojového vidění významně ovlivnit přesnost a účinnost detekce. Jaké faktory ovlivňují přesnost vidového systému? Jsou zde 5 klíčových aspektů:

• Rozlišení průmyslových kamer

Nejdřív si popseme rozlišení kamery. Každý obrázek je složen z pixelů - čím jsou hustější, tím je obrázek jasnější. Protože vidové systémy spoléhají na výpočty pixelů k vykonávání úkolů, vysoké rozlišení je prvním krokem k vysoké přesnosti.

Například, pokud odpovídá obrázek oblasti 30 mm × 20 mm a rozlišení kamery je 3000 × 2000 (6 megapixelů), jeden pixel představuje 0,01 mm. S kamerou o rozlišení 20 megapixelů (5400 × 3600) lze stejná pole pohledu dosáhnout velikosti pixele 0,005 mm.

Takže rozlišení kamery má přímý a významný dopad na přesnost obrázku. Volba kamery s vysokým rozlišením je nezbytná.

• Úhlové pole pohledu (FOV)

Po výběru kamery je také kritické pole zorného úhlu. Větší FOV zvyšuje velikost skutečného objektu na pixel, což snižuje přesnost. Proto často aplikace s vysokou přesností používají menší FOV pro maximalizaci využití pixelů.

• Techniky osvětlení

Osvětlení hraje klíčovou roli při zajištění spolehlivé přesnosti. Pro měření rozměrů se obvykle používá zadní osvětlení. Světlo svítí shora zespod produktu, vytvářející černou siluetu se šarply definovanými hranami.

Níže jsou uvedeny 4 typy zadního osvětlení.

• Zadní osvětlení s emisí zdola
• Boční zářivky
• Kolineární zářivky
• Telecentrické kolineární osvětlení

Pro měření s vysokou přesností je ideální telecentrické kolineární osvětlení (použitelné spolu s telecentrickými čočkami). Zajišťuje téměř svislé osvětlení, čímž zvyšuje ostrost a kontrast hran pro vyšší přesnost.

• Typ O průmyslových čočkách

Průmyslové čočky se dělí do dvou hlavních kategorií: FA čoček (standardní průmyslové čočky) a telecentrických čoček. Díky své optické konstrukci eliminují telecentrické čočky zkreslení a chyby zvětšení způsobené nekonzistentními vzdálenostmi mezi objektem a čočkou. Pro přesné měření jsou vyžadovány telecentrické čočky s obousměrným působením.

• Algoritmové software

I při použití vynikajícího hardwaru jsou algoritmické software kritické. Například:

• Přesnost detekce čar obvykle kolísá v rozmezí 1–2 pixelů.
• Měření oblouků/průměrů lze provést s přesností 0,2–1 pixel.

Pokročilé algoritmy od vedoucích značek dokážou dokonce rozdělit jeden pixel na 100 subpixelů pro ultra přesné výpočty.

Mimo tyto pět faktorů je třeba zohlednit vnější proměnné, jako je vibrace, kolísání teploty a pozice součásti. Aby bylo možno zohlednit nejistoty, vynásobte vypočítanou přesnost pixelu 2–3 krát pro realistickou konečnou hodnotu.