Φίλτρα, Πολωτές και Πρίσματα στην Οπτική Τεχνητή Όραση

I. Φίλτρα: Ενίσχυση της αντίθεσης των χαρακτηριστικών και φιλτράρισμα της παρεμβολής του περιβαλλοντικού φωτός

Ένα φίλτρο, απλά, είναι ένα οπτικό εξάρτημα που περιορίζει τη διέλευση του φωτός σε συγκεκριμένες περιοχές μήκους κύματος. Τοποθετείται μπροστά από το φακό μιας κάμερας για να ελέγχει τον τύπο του φωτός που εισέρχεται στην κάμερα. Πιο επαγγελματικά, τα φίλτρα μπορούν να αποκλείουν ανεπιθύμητες φασματικές συνιστώσες, επιτρέποντας στο φως συγκεκριμένων μηκών κύματος να περνάει. Αυτό αποτελεσματικά εξαλείφει την παρεμβολή του περιβαλλοντικού φωτός.

Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της δοκιμής με κόκκινο φως από την πλάτη, η επιφάνεια του προϊόντος μπορεί να επηρεαστεί από εξωτερικές πηγές φωτός, προκαλώντας αντανακλάσεις ή υπερφωτισμό που επηρεάζει την ακρίβεια της ανίχνευσης. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η εγκατάσταση ενός φίλτρου μπροστά από τον φακό μπορεί να εμποδίσει όλο το φως εκτός από το κόκκινο. Έτσι, οι περίγραμμα της εικόνας γίνονται πιο έντονα και η αντίθεση των χαρακτηριστικών βελτιώνεται σημαντικά. Αυτή η προσέγγιση δεν αποτρέπει μόνο αποτελεσματικά την παρεμβολή του φωτός του φόντου, αλλά ενισχύει και την ορατότητα των χαρακτηριστικών του αντικειμένου-στόχου, καθιστώντας την οπτική ανίχνευση πιο ακριβή.

II. Πολωτές και Πολωτικοί Φακοί: Αποφυγή της Λάμψης και Βελτίωση της Επιθεώρησης της Επιφάνειας

Σε ορισμένες περιπτώσεις, η θάμβωση μπορεί να επηρεάσει σοβαρά την εξαγωγή των επιφανειακών χαρακτηριστικών των προϊόντων. Αυτό ισχύει ειδικά για μεταλλικές, γυάλινες ή άλλες επιφάνειες με υψηλή ανακλαστικότητα, όπου προκύπτει μια κοινή πρόκληση: παρότι η κάμερα μπορεί να αποκτήσει μια εικόνα, η λεία επιφάνεια ανακλά ένα σημαντικό ποσό φωτός του περιβάλλοντος, με αποτέλεσμα την εικόνα να μην έχει ξεκάθαρα περιγράμματα χαρακτηριστικών. Μια λύση σε αυτό το πρόβλημα είναι η χρήση συνδυασμού πολωτών και φακών πόλωσης.

Οι πολωτές μπορούν να αλλάξουν την κατεύθυνση πόλωσης του φωτός που εισέρχεται στο φακό, μειώνοντας ή εξαλείφοντας έτσι την επίδραση του ανακλώμενου φωτός στην εικόνα. Ρυθμίζοντας τον διακόπτη του φακού πόλωσης, μπορεί να τροποποιηθεί η κατεύθυνση πόλωσης του φωτός, αποτελεσματικά αναστέλλοντας τη θάμβωση.

Για παράδειγμα, υποθέστε ότι επιθεωρούμε την επιφάνεια ενός φύλλου ηλεκτροδίου. Λόγω της εξαιρετικά ανακλαστικής φύσης της επιφάνειας του ηλεκτροδίου, τα αρχικά περιγράμματα μπορεί να κατακλυστούν πλήρως από λαμπρές αντανακλάσεις. Σε αυτήν την περίπτωση, η συνδυασμένη χρήση πολωτών και φακών πόλωσης μπορεί να βοηθήσει στην απομάκρυνση του περιττού φωτός της αντανάκλασης, καθιστώντας τις λεπτομέρειες της επιφάνειας του προϊόντος πιο ξεκάθαρες. Στο τέλος, η επεξεργασμένη εικόνα παρουσιάζει πιο έντονα χαρακτηριστικά και καθαρά ορατά περιγράμματα, βελτιώνοντας σημαντικά την ακρίβεια της ανίχνευσης.

III. Πρίσματα: Διατρέποντας το φως για να ξεπεραστούν περιορισμοί χώρου

Σε ορισμένα συμπαγή περιβάλλοντα βιομηχανικής επιθεώρησης, περιορισμοί χώρου μπορεί να μην επιτρέπουν την τοποθέτηση της κάμερας και του προϊόντος σε ιδανική θέση. Σε τέτοιες περιπτώσεις, τα πρίσματα γίνονται εξαιρετικά χρήσιμα οπτικά εξαρτήματα. Τα πρίσματα μπορούν να αλλάξουν τη διαδρομή του φωτός κατά 90 μοίρες, αντιμετωπίζοντας με ευφυΐα τις προκλήσεις χώρου μεταξύ της κάμερας και του επιθεωρούμενου αντικειμένου.

Για παράδειγμα, όταν επιθεωρείτε τις συγκολλήσεις σε όλες τις πλευρές ενός chip, η άμεση λήψη εικόνων από κάθε πλευρά μπορεί να περιορίζεται από το διάστημα μεταξύ της κάμερας και του chip. Χρησιμοποιώντας πολλαπλά πρίσματα, μπορεί να επιτευχθεί μια αναστροφή της εικόνας κατά 90 μοίρες, επιτρέποντας στην κάμερα να λαμβάνει πλευρικές εικόνες του αντικειμένου. Με αυτόν τον τρόπο, η κάμερα χρειάζεται να τραβήξει μόνο μία φορά την εικόνα για να αποκτήσει εικόνες από πολλές πλευρές του αντικειμένου, επιτυγχάνοντας ένα αποτέλεσμα "μία κάμερα, πέντε πλευρές". Αυτό εξοικονομεί χρόνο και χώρο, ενώ βελτιώνει την αποτελεσματικότητα και την ακρίβεια των επιθεωρήσεων.

Φίλτρα, πολωτές, φακοί πόλωσης και πρίσματα - αυτά τα οπτικά εξαρτήματα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη μηχανική όραση, αντιμετωπίζοντας αποτελεσματικά την παρεμβολή του περιβάλλοντος φωτός, τα προβλήματα του ανακλώμενου φωτός και βελτιστοποιώντας τις χωρικές διατάξεις επιθεώρησης. Καθιστούν τη λήψη εικόνας πιο αποτελεσματική και ακριβή, αποδεικνύοντας ανεκτίμητα σε εφαρμογές επιθεώρησης σε μικρές αποστάσεις και σε άλλες εφαρμογές οπτικής ανίχνευσης.