Uporaba polarizatorjev in polarizirane svetlobe v projektih preverjanja strojnega vida

Preverjanje s strojnim vidom je ključno pri inteligentni proizvodnji, vendar pogosto kakovost slik zmanjšuje odsev svetlobe na površini delov, bleščanje in neenakomerna osvetlitev, kar ovira natančno zaznavanje napak. Polarizatorji in polarizirani svetlobni viri, kot ključni optični komponenti, igrajo pomembno vlogo pri urejanju stanja polarizacije svetlobe – učinkovito zatirajo nepoželene odseve, povečajo kontrast napak ter izločijo motnje okolne svetlobe. S tem se znatno izboljša jasnost slik in zanesljivost detekcije. Spodaj je poudarjen njihov osnovni funkcionalnosti in jedrnati praktični primeri uporabe.

1. Osnovne funkcije polarizacije pri strojnem vidu

Glavna vloga tehnologije polarizacije je optimizacija optičnega okolja sistemov strojnega vida prek treh ključnih funkcij: Prva, zatiranje zrcalnih odsevov in bleščanja : filtriranje linearno polarizirane svetlobe, odsevane od gladkih površin (npr. kovina, steklo), da se odpravi bleščanje, ki zakrije napake. Druga, povečanje kontrasta napak : Pretvarjanje subtilnih sprememb stanja polarizacije, ki jih povzročajo notranji defekti (npr. mehurčki, razpoke) v prosojnih materialih, v vidne razlike v sivini. Tretjič, odpornost na motnje okoljske svetlobe : Blokiranje naključno polarizirane okoljske svetlobe, kar zagotavlja stabilno kakovost slike v zapletenih industrijskih okoljih.

2. Pregledni praktični primeri uporabe

Polarizacijska tehnologija se pogosto uporablja pri reševanju zahtevnih scenarijev detekcije. Tipični primeri so naslednji:

2.1 Detekcija površinskih napak avtomobilskega stekla

Avtomobilska stekla imajo visoko prosojnost in gladkost, zaradi česar povzročajo močno zrcalno refleksijo pri običajnem osvetljevanju. Z uporabo linearno polariziranih svetlobnih virov in prečnega polarizacijskega filtriranja (polarizator in analizator pod kotom 90°) se refleksija učinkovito zmanjša. Poškodbe, mehurčki in primesi na površini stekla so jasno prikazani, natančnost zaznavanja napak (≥0,1 mm) pa doseže 99,5 % — kar je znatno več kot 85 % pri tradicionalnih sistemih.

2.2 Zaznavanje notranjih napak na plastičnih folijah

Prozorne plastične folije imajo subtilne razlike v jakosti svetlobe med notranjimi mehurčki/primesmi in podlago, kar napake naredi težko zaznavne. Polarizirana svetloba povzroči dvolomnost na napakah zaradi razlik v lomnem količniku. S polarizacijskim filtriranjem se nevidne notranje napake pretvorijo v očitne svetle/temne točke, kar omogoča natančno prepoznavanje z algoritmi.

2.3 Zaznavanje ris na kovinskih motorjih

Kovinske motorne komponente imajo zrcalno odsevne površine, ki razmehčajo lastnosti ris pod običajnim osvetlitvijo. Z nastavitvijo kota med polarizatorjem (spredaj svetlobnega vira) in analizatorjem (spredaj kamere) se odstrani zrcalni odsev, medtem ko se ohrani razpršeni odsev s ris. Ris se prikaže kot jasne temne črte, kar zagotavlja natančno zaznavanje s strani vizualnih algoritmov.

2.4 Prepoznavanje črtne kode na aluminijastih folijah za pakiranje

Visoka odsevnost aluminijaste folije naredi tiskane črtne kode neprepoznavne pri običajnem svetlobnem svetlu. Tehnologija polarizacije zmanjša odsev podlage tako, da filtrira polarizirano odsevno svetlobo aluminijaste folije, hkrati pa ohranja razpršeno svetlobo iz plasti črtne kode. To omogoča stabilno in natančno prepoznavanje črtnih kod ter zagotavlja sledljivost izdelkov.

3. Vprašanje: Sklep

Polarizatorji in polarizirani svetlobni viri igrajo neprecenljivo vlogo v strojnem vidu z zatiranjem odseva, povečanjem kontrasta in odpornostjo proti motnjam. Njihova uporaba učinkovito rešuje težave pri zaznavanju pri delih z visoko odsevnostjo, prosojnih površinah in zapletenih površinah. Ko se napreduje proti inteligentni proizvodnji, bo tehnologija polarizacije še naprej podpirala visokonatančne in stabilne kontrole v različnih industrijskih scenarijih.