Εφαρμογή πολωτών και πολωμένου φωτός σε έργα επιθεώρησης μηχανικής όρασης

Η επιθεώρηση με όραση μηχανής είναι κρίσιμη στην έξυπνη παραγωγή, αλλά η ανάκλαση στην επιφάνεια του τεμαχίου, η λάμψη και η ανομοιόμορφη φωτεινότητα συχνά υποβαθμίζουν την ποιότητα της εικόνας και εμποδίζουν την ακριβή ανίχνευση ελαττωμάτων. Οι πολωτές και οι πολωμένες πηγές φωτός, ως βασικά οπτικά συστατικά, διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στον έλεγχο των καταστάσεων πόλωσης του φωτός—αποτελεσματικά καταπολεμώντας τις ανεπιθύμητες ανακλάσεις, αυξάνοντας την αντίθεση των ελαττωμάτων και αποκλείοντας την παρεμβολή του περιβαλλοντικού φωτός. Αυτό βελτιώνει σημαντικά την ευκρίνεια της εικόνας και την αξιοπιστία της ανίχνευσης. Παρακάτω επικεντρωνόμαστε στις βασικές λειτουργίες και σε περιληπτικές πρακτικές εφαρμογές.

1. Βασικές λειτουργίες της πόλωσης στην όραση μηχανής

Ο κύριος ρόλος της τεχνολογίας πόλωσης έγκειται στη βελτιστοποίηση του οπτικού περιβάλλοντος των συστημάτων όρασης μηχανής μέσω τριών βασικών λειτουργιών: Πρώτον, καταστολή της κατοπτρικής ανάκλασης και της λάμψης : Φιλτράρισμα του γραμμικά πολωμένου ανακλώμενου φωτός από λείες επιφάνειες (π.χ. μέταλλο, γυαλί) για την εξάλειψη της λάμψης που κρύβει τα ελαττώματα. Δεύτερον, αύξηση της αντίθεσης των ελαττωμάτων : Μετατροπή λεπτών αλλαγών της κατάστασης πόλωσης, που προκαλούνται από εσωτερικές ατέλειες (π.χ. φυσαλίδες, ρωγμές) σε διαφανή υλικά, σε ορατές διαφορές του γκρίζου. Τρίτον, αντίσταση στη διαταραχή από περιβαλλοντικό φως : Αποκλεισμός τυχαία πολωμένου περιβαλλοντικού φωτός, εξασφαλίζοντας σταθερή ποιότητα εικόνας σε πολύπλοκα βιομηχανικά περιβάλλοντα.

2. Σύντομες Πρακτικές Εφαρμογές

Η τεχνολογία πόλωσης έχει εφαρμοστεί ευρέως στην επίλυση δύσκολων σεναρίων ανίχνευσης. Τυπικές περιπτώσεις είναι οι ακόλουθες:

2.1 Ανίχνευση Ελαττωμάτων στην Επιφάνεια Υαλοπινάκων Αυτοκινήτων

Οι υαλοπίνακες αυτοκινήτων έχουν υψηλή διαφάνεια και λείανση, με αποτέλεσμα ισχυρή επιφανειακή ανάκλαση υπό συνηθισμένο φωτισμό. Με τη χρήση πηγών γραμμικά πολωμένου φωτός και διασταυρωμένης φιλτραρίσματος πόλωσης (πολωτής και αναλυτής σε γωνία 90°), η ανάκλαση καταπολεμάται αποτελεσματικά. Γρατσουνιές, φυσαλίδες και ακαθαρσίες στην επιφάνεια του γυαλιού εμφανίζονται ξεκάθαρα, με ακρίβεια ανίχνευσης ελαττωμάτων (≥0,1 mm) που φτάνει το 99,5% — πολύ πάνω από το 85% των παραδοσιακών συστημάτων.

2.2 Ανίχνευση Εσωτερικών Ελαττωμάτων σε Πλαστικές Μεμβράνες

Οι διαφανείς πλαστικές μεμβράνες παρουσιάζουν ελαφρές διαφορές έντασης φωτός μεταξύ των εσωτερικών φυσαλίδων/ακαθαρσιών και του υποστρώματος, κάνοντας δύσκολο τον εντοπισμό ελαττωμάτων. Το πολωμένο φως προκαλεί διπλή διάθλαση στα ελαττώματα λόγω διαφορών δείκτη διάθλασης. Μέσω φιλτραρίσματος πόλωσης, τα αόρατα εσωτερικά ελαττώματα μετατρέπονται σε ξεκάθαρα φωτεινά/σκούρα σημεία, επιτρέποντας ακριβή αναγνώριση από αλγόριθμους.

2.3 Ανίχνευση Γρατσουνιών σε Μεταλλικά Εξαρτήματα Κινητήρα

Τα μεταλλικά εξαρτήματα κινητήρα έχουν επιφάνειες με καθρεφτική αντανάκλαση, οι οποίες θολώνουν τα χαρακτηριστικά των γρατσουνιών υπό συνηθισμένο φωτισμό. Ρυθμίζοντας τη γωνία μεταξύ του πολωτή (μπροστά από τη φωτεινή πηγή) και του αναλυτή (μπροστά από την κάμερα), φιλτράρεται η καθρεφτική αντανάκλαση, ενώ διατηρείται η διάχυτη αντανάκλαση από τα γρατσούνια. Τα γρατσούνια εμφανίζονται ως ξεκάθαρες σκούρες γραμμές, εξασφαλίζοντας ακριβή ανίχνευση από αλγόριθμους όρασης.

2.4 Αναγνώριση Barcode σε Συσκευασία Φύλλου Αλουμινίου

Η υψηλή ανακλαστικότητα του φύλλου αλουμινίου καθιστά τους εκτυπωμένους κωδικούς ραβδών αναγνωρίσιμους υπό συνήθη φως. Η τεχνολογία πόλωσης καταπολεμά την ανάκλαση του υποστρώματος φιλτράροντας το πολωμένο ανακλώμενο φως του φύλλου αλουμινίου, διατηρώντας παράλληλα το σκεδαζόμενο φως από το στρώμα του κωδικού ραβδών. Αυτό επιτρέπει τη σταθερή και ακριβή αναγνώριση κωδικών ραβδών, διασφαλίζοντας την επισημάνσιμη ιχνηλασιμότητα του προϊόντος.

3. συμπεράσματα

Οι πολωτές και οι πολωμένες πηγές φωτός διαδραματίζουν αναντικατάστατο ρόλο στη μηχανική όραση, καθώς καταπολεμούν την ανάκλαση, ενισχύουν την αντίθεση και αντιστέκονται στις παρεμβολές. Η εφαρμογή τους λύνει αποτελεσματικά τις δυσκολίες ανίχνευσης σε εξαρτήματα με υψηλή ανακλαστικότητα, διαφάνεια ή πολύπλοκες επιφάνειες. Καθώς προχωρά η έξυπνη παραγωγή, η τεχνολογία πόλωσης θα συνεχίσει να υποστηρίζει τον υψηλής ακρίβειας και σταθερό έλεγχο σε διάφορα βιομηχανικά σενάρια.