Система машинного бачення для виявлення подряпин на прозорих скляних пляшках

Під час виробництва прозорих скляних пляшок забезпечення якості продукції має вирішальне значення. Подряпини на скляних пляшках можуть не тільки впливати на їхній естетичний вигляд, але й потенційно порушувати їхню структурну цілісність і придатність. Традиційні методи ручного контролю є трудомісткими, вимагають багато часу та схильні до помилок операторів. У зв’язку з цим системи машинного бачення стали надійною та ефективною альтернативою для виявлення подряпин на скляних пляшках.

Продукти, використані в системі машинного бачення

Системи освітлення

Правильне освітлення має ключове значення для підвищення видимості подряпин на скляних пляшках. Залежно від характеристик скляних пляшок і типу подряпин, які потрібно виявити, можна використовувати різні методи освітлення.

Підсвічування — це поширений метод. За скляною пляшкою встановлюється яскраве рівномірне джерело підсвічування, наприклад, світлодіодна панель. Коли світло проходить через прозоре скло, подряпина, яка є порушенням гладкої поверхні, блокуватиме або розсіюватиме світло. Це робить подряпину темною лінією або ділянкою на яскравому тлі, що робить її добре помітною. Ця техніка особливо ефективна для виявлення подряпин, що проникають крізь скло або є відносно глибокими, оскільки вони створюють більш відчутну перешкоду для проходження світла.

Бічне освітлення — це ще один ефективний метод, особливо для виявлення неглибоких подряпин на поверхні скляної пляшки. Розташувавши джерело світла під кутом до боку пляшки, світло потрапляє на поверхню, а неглибокі подряпини відкидають тіні. Ці тіні підвищують контраст між подряпиною та навколишньою гладенькою поверхнею, роблячи навіть дрібні подряпини помітними для камери. Кут бічного освітлення має важливе значення: занадто стрімкий кут може викликати надмірне блискаве відблискання, тоді як занадто малий кут може не створити достатньо чіткі тіні.

Кільцеві лампи, які забезпечують підсвічування на 360 градусів навколо об'єктива, також широко використовуються. Вони рівномірно випромінюють світло навколо поля зору камери, забезпечуючи рівномірне освітлення всієї поверхні скляної пляшки. Це допомагає уникнути нерівномірного освітлення, яке може приховати подряпини в темніших місцях. Кільцеві лампи корисні для виявлення подряпин на кривих поверхнях скляних пляшок, оскільки вони можуть повторювати контури пляшки й забезпечувати постійне освітлення різних ділянок поверхні.

Поляризоване освітлення використовується для вирішення проблем, пов’язаних з блискавицею та відображенням. Скло має високу відбивну здатність, а звичайне освітлення може викликати небажані відблиски, що заважають побачити подряпини. Поляризоване світло, у поєднанні з поляризаційними фільтрами на об’єктиві камери, може зменшити або повністю усунути ці відблиски. Хвилі поляризованого світла коливаються у певному напрямку, і фільтр на камері пропускає лише ті хвилі світла, які коливаються в цьому напрямку, відфільтровуючи розсіяне та відображене світло і роблячи подряпини більш помітними.

Проблеми, що виникають під час процесу виявлення

Відбиття та заломлення світла

Однією з головних складностей при виявленні подряпин на прозорих скляних пляшках є відбиття та заломлення світла. Скло — це матеріал із високими відбивною та заломлювальною здатністю. Коли світло потрапляє на поверхню скляної пляшки, воно може відбиватися в різних напрямках, створюючи блиск та дзеркальні плями, які можуть заважати чіткому розрізненню подряпин. Крім того, світло, що проходить крізь скло, може заломлюватися, викривлюючи зовнішній вигляд подряпин. Ця проблема стає ще більш вираженою при використанні певних систем освітлення. Наприклад, якщо кут освітлення не оптимізовано, відбитий світло від гладкої поверхні скляної пляшки може бути набагато сильнішим, ніж розсіяне світло від подряпин, що ускладнює для камери отримання чітких зображень подряпин.

Змінність поверхні скляних пляшок та характеристик подряпин

Скляні пляшки можуть мати широкий діапазон поверхневих характеристик, включаючи гладкість, текстуру та колір. Деякі скляні пляшки можуть мати рельєфні візерунки або етикетки, що може ускладнити процес виявлення подряпин. Крім того, самі подряпини можуть варіюватися за розміром, формою, глибиною та орієнтацією. Дрібні та неглибокі подряпини можуть залишитися непоміченими, особливо якщо вони розташовані в ділянках із складними поверхневими ознаками. Глибокі подряпини можуть мати інші оптичні властивості порівняно з мілкими, що вимагає різних методів освітлення для точного виявлення. Крім того, орієнтація подряпин впливає на те, як вони взаємодіють із світлом і як їх фіксує камера. Подряпини, паралельні напрямку освітлення, можуть бути менш помітними, ніж ті, що перпендикулярні до нього.

Аналіз складності

Налаштування та оптимізація освітлення

Досягнення оптимальної настройки освітлення є значною складністю. Із наявністю різноманітних типів освітлення визначення найбільш відповідного типу або їхньої комбінації для конкретного типу скляної пляшки та характеристик подряпин є складним. Це потребує тривалого тестування й налаштувань. Наприклад, для скляної пляшки зі сильновигнутою поверхнею може знадобитися комбінація кільцевих та бічних світлових джерел, щоб забезпечити правильне освітлення всіх ділянок, тим часом як для пляшки з гладенькою плоскою поверхнею добре підійде підсвічування ззаду. Крім того, інтенсивність світла має бути точно врегульованою. Надмірне освітлення може призвести до втрати деталей подряпин через засвітку, а недостатнє освітлення може зробити подряпини невиразними на тлі поверхні.

Висновок

Системи машинного бачення пропонують перспективне рішення для виявлення подряпин на прозорих скляних пляшках, де освітлювальні системи відіграють ключову роль у процесі. Використовуючи відповідні методи освітлення, такі як підсвічування, бічне освітлення, кільцеві лампи та поляризоване освітлення, ці системи можуть підвищити видимість подряпин і поліпшити контроль якості у виробництві скляних пляшок. Однак процес виявлення не позбавлений викликів, серед яких проблеми, пов’язані з відбиттям і заломленням світла, мінливістю характеристик скляних пляшок і подряпин, а також складними умовами виробництва. Для подолання цих викликів необхідно ретельно налаштувати та оптимізувати освітлення, калібрувати та інтегрувати систему, а також забезпечити її технічне обслуговування. У міру подальшого розвитку технологій можна очікувати поліпшення освітлювальних систем і їх інтеграції в системи машинного бачення для виявлення подряпин на скляних пляшках, що призведе до більш ефективного та точного контролю якості у скляній виробничій індустрії.