Jak poprawić dokładność inspekcji w systemie widzenia maszynowego?

W praktycznych zastosowaniach, niestabilne elementy w systemach inspekcji wizyjnej mogą znacząco wpływać na dokładność i wydajność wykrywania. Jakie czynniki wpływają na precyzję systemu wizyjnego? Oto 5 kluczowych aspektów:

• Rozdzielczość kamer przemysłowych

Pierwszym punktem jest rozdzielczość kamery. Każdy obraz składa się z pikseli – im gęstsza jest ich rozmieszczenie, tym wyraźniejszy obraz. Skoro systemy wizyjne opierają się na obliczeniach pikselowych do wykonywania zadań, wysoka rozdzielczość to pierwszy krok w kierunku wysokiej precyzji.

Na przykład, jeśli obraz odpowiada obszarowi 30 mm × 20 mm, a rozdzielczość kamery wynosi 3000 × 2000 (6 megapikseli), każdy piksel reprezentuje 0,01 mm. Z kamerą o 20 megapikselach (rozdzielczość 5400 × 3600), ten sam obszar widzenia osiąga rozmiar piksela równy 0,005 mm.

Zatem rozdzielczość kamery ma bezpośredni i istotny wpływ na precyzję obrazu. Wybór kamery o wysokiej rozdzielczości jest kluczowy.

• Pole widzenia (FOV)

Po wybraniu kamery kąt widzenia jest również kluczowy. Większy FOV zwiększa rozmiar rzeczywistego obiektu na piksel, co zmniejsza precyzję. Dlatego aplikacje o wysokiej precyzji często korzystają z mniejszych FOV, aby maksymalizować wykorzystanie pikseli.

• Techniki Oświetlenia

Oświetlenie odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu niezawodnej dokładności. W przypadku pomiarów wymiarowych zazwyczaj stosuje się oświetlenie tylne. Światło świeci ku górze z dołu produktu, tworząc czarną sylwetkę o ostro zdefiniowanych krawędziach.

Poniżej znajdują się 4 rodzaje oświetlenia tylnego.

• Oświetlenia tylne emitujące z dołu
• Boczne podświetlenia
• Zbiornicze podświetlenia
• Telecentryczne zbiornicze światła

Dla pomiarów wysokiej precyzji, telecentryczne zbiornicze światło (używane w parze z obiektywami telecentrycznymi) jest idealne. Zapewnia ono prawie pionowe oświetlenie, co poprawia wyraźność i kontrast krawędzi dla większej dokładności.

• Typ Obiektywy przemysłowe

Obiekty przemysłowe dzielą się na dwie główne kategorie: obiekty FA (standardowe obiekty przemysłowe) i obiekty telecentryczne. W wyniku swojego projektu optycznego obiekty telecentryczne eliminują zniekształcenia i błędy powiększenia spowodowane niezgodnymi odległościami między obiektem a obiektem. Dla precyzyjnych pomiarów wymagane są obiekty telecentryczne dwustronne.

• Oprogramowanie algorytmiczne

Nawet przy doskonałym sprzęcie, algorytmy oprogramowania są kluczowe. Na przykład:

• Dokładność wykrywania linii zwykle wahają się w granicach 1–2 pikseli.
• Pomiar łuków/przekątnych może osiągnąć dokładność 0,2–1 piksel.

Zaawansowane algorytmy od prowadzących marek mogą nawet podzielić pojedynczy piksel na 100 podpiksele dla obliczeń ultra-dokładnych.

Poza tymi pięcioma czynnikami, zmiennymi zewnętrznymi jak drgania, wahania temperatury i pozycjonowanie części należy się zająć. Aby uwzględnić niepewności, pomnóż obliczoną dokładność piksela przez 2–3, aby uzyskać realistyczną wartość końcową.