Розпізнання промислової камерної оптики: детальний аналіз принципів інспектування

Промислові камери є очима машинного бачення, а розуміння їхніх основних принципів є ключем до оптимізації продуктивності. У цій статті розглядається фундаментальна технологія, що стоїть за промисловою камерною оптикою, щоб допомогти інженерам та ентузіастам зрозуміти внутрішній механізм і налаштувати свої системи для досягнення успіху.

1. Основні компоненти промислової камери

Перш ніж зануритися в принципи, давайте розглянемо основні складові:

Оптична система: Об'єктив є серцем збору світла. Важливо вибрати об'єктив, який відповідатиме куту огляду, глибині різкості та роздільній здатності конкретного застосування. Наприклад, для камери з роздільною здатністю 5 мегапікселів потрібен об'єктив, здатний передавати дрібні деталі до розміру окремого пікселя.

Датчик: CMOS- або CCD-сенсор перетворює світло на електричні сигнали. Головні метрики включити Квантовий вихід (КВ) , який має бути бажано вищим за 60% для оптимального перетворення світла, і Динамічний діапазон , який має перевищувати 70 дБ для обробки широкого діапазону інтенсивностей світла.

Обробник зображення: Цей компонент виконує завдання, як-от Інтерполяція Байєра , зниження шуму , а також корекція кольору , використовуючи алгоритми, такі як матриця 3x3 для балансу білого.

2. Основні принципи промислової відеоінспектії

Після отримання зображення, задіюються ці передові принципи для витягування з нього корисної інформації:

Виявлення ознак: Алгоритми, такі як оператор Кенні для виявлення країв або Нормалізоване перехресне корелювання (NCC) для зіставлення шаблонів використовуються для точної локалізації конкретних об'єктів з точністю до частки пікселя, зазвичай досягаючи точності 0,1 пікселя.

Корекція спотворень: Для забезпечення точності вимірювань спотворення коригуються за допомогою калібраційних методів. Це дозволяє обчислити радіальні та тангенціальні коефіцієнти спотворень (k1,k2,p1,p2), щоб утримати похибки вимірювань у межах ±0,05 мм.

Компенсація руху: Для рухомих об'єктів важливо запобігти розмиттю. Цього досягають шляхом регулювання часу експозиції залежно від швидкості об'єкта (наприклад, час експозиції ≤500 мкс для об'єкта, що рухається зі швидкістю 1 м/с), а також використанням глобального затвора.

3. Практичне застосування промислових камерних систем

Ці принципи використовуються в різних галузях:

Вимірювання розмірів: Налаштування пікселів до реального масштабу (наприклад, 1 піксель = 0,02 мм) дозволяє цим системам виконувати високоточні вимірювання із повторюваністю ±1 мкм.

Виявлення дефектів: Використовуючи моделі глибокого навчання, такі як ResNet18 , промислові камери можуть класифікувати поверхневі подряпини та інші дефекти з точністю понад 99,5%.

Навігація роботів: Шляхом багатоточкової калібрування ці системи можуть керувати роботами, перетворюючи координати камери в систему координат робота з мінімальною похибкою, часто менше ніж 0,1°.