Застосування поляризаторів та поляризованого світла в проектах технічного зору

Інспектування за допомогою машинного зору є критично важливим у сфері інтелектуального виробництва, проте відблиски та блиски на поверхні заготовки, а також неоднорідне освітлення часто погіршують якість зображення й ускладнюють точне виявлення дефектів. Поляризатори та поляризовані джерела світла, як ключові оптичні компоненти, відіграють центральну роль у регулюванні станів поляризації світла — ефективно пригнічуючи небажані відблиски, підвищуючи контрастність дефектів і фільтруючи перешкоди від навколишнього світла. Це значно покращує чіткість зображення та надійність виявлення. Нижче наведено основні функції та стислі практичні приклади застосування.

1. Основні функції поляризації у машинному зорі

Головна роль технології поляризації полягає в оптимізації оптичного середовища систем машинного зору завдяки трьом ключовим функціям: по-перше, пригнічення дзеркальних відблисків і блисків : фільтрація лінійно поляризованого відбитого світла від гладких поверхонь (наприклад, металу, скла) для усунення блисків, що приховують дефекти. По-друге, підвищення контрастності дефектів : Перетворення тонких змін стану поляризації, спричинених внутрішніми дефектами (наприклад, бульбашками, тріщинами) у прозорих матеріалах, на видимі відтінки сірого кольору. По-третє, захист від перешкод від навколишнього світла : Блокування випадково поляризованого навколишнього світла, що забезпечує стабільну якість зображення в складних промислових умовах.

2. Стислі практичні приклади застосування

Технологія поляризації широко використовується для вирішення складних завдань виявлення. Типові випадки наведено нижче:

2.1 Виявлення дефектів поверхні автомобільного скла

Автомобільне скло має високу прозорість і гладкість, що призводить до сильного дзеркального відбиття при звичайному освітленні. Використовуючи джерела лінійно поляризованого світла та перехресне поляризаційне фільтрування (поляризатор і аналізатор під кутом 90°), відблиски ефективно пригнічуються. Подряпини, бульбашки та домішки на поверхні скла чітко відображаються, а точність виявлення дефектів (≥0,1 мм) досягає 99,5 % — значно вище, ніж 85 % у традиційних систем.

2.2 Виявлення внутрішніх дефектів пластикових плівок

Прозорі пластикові плівки мають незначні різниці в інтенсивності світла між внутрішніми бульбашками/ домішками та основою, що ускладнює виявлення дефектів. Поляризоване світло викликає подвійне променезаломлення на ділянках дефектів через різницю показників заломлення. Шляхом поляризаційного фільтрування невидимі внутрішні дефекти перетворюються на чіткі світлі/темні плями, що дає змогу точно визначати їх за допомогою алгоритмів.

2.3 Виявлення подряпин на металевих деталях двигуна

Металеві деталі двигунів мають дзеркально-відбиваючі поверхні, які розмивають ознаки подряпин при звичайному освітленні. Налаштуванням кута між поляризатором (перед джерелом світла) та аналізатором (перед камерою) виключається дзеркальне відбиття, тоді як дифузне відбиття від подряпин зберігається. Подряпини з’являються у вигляді чітких темних ліній, забезпечуючи точне виявлення алгоритмами машинного зору.

2.4 Розпізнавання штрих-кодів на алюмінієвій фользі для упаковки

Висока відбивна здатність алюмінієвої фольги робить друковані штрих-коди нерозпізнаними при звичайному світлі. Технологія поляризації пригнічує відбиття від підкладки, фільтруючи поляризоване відбите світло алюмінієвої фольги, одночасно зберігаючи розсіяне світло від шару штрих-коду. Це забезпечує стабільне та точне розпізнавання штрих-кодів, гарантуючи прослідковість продукції.

3. Висновок

Поляризатори та поляризовані джерела світла відіграють незамінну роль у машинному зорі, пригнічуючи відблиски, підвищуючи контраст і забезпечуючи стійкість до перешкод. Їх застосування ефективно вирішує труднощі виявлення на виробах із високовідбивними, прозорими та складними поверхнями. З розвитком інтелектуального виробництва технологія поляризації ще більше сприятиме високоточному та стабільному контролю в різноманітних промислових сценаріях.