Một hệ thống xử lý ảnh (vision inspection) bao gồm 4 thành phần chính: camera thu ảnh, thiết bị chiếu sáng (vision lighting), máy tính xử lý ảnh (processor) và bộ loại sản phẩm lỗi (rejector). Trong đó, việc lựa chọn thiết bị chiếu sáng phù hợp hay vision lighting, kỹ thuật chiếu sáng và góc lắp đặt ánh sáng quyết định hơn 60% hiệu quả hoạt động của hệ thống xử lý ảnh trong thực tế. Tại sao phần chiếu sáng lại quan trọng như thế?

Là công ty tiên phong trong công nghệ xử lý ảnh tại Việt Nam, New Ocean xin chia sẽ loạt bài viết về tầm quan trọng của thiết bị chiếu sáng trong hệ thống xử lý ảnh. Đây là các bài viết chúng tôi sử dụng để đào tạo kỹ sư xử lý ảnh tại New Ocean. Mong rằng đây sẽ là tài liệu bổ ích cho các bạn quan tâm đến công nghệ này.

>> Các ứng dụng của hệ thống xử lý ảnh (Vision system) <<

>> Tại sao Vision lighting lại quan trọng trong ứng dụng xử lý ảnh (Vision inspection system) <<

>> Các khái niệm cơ bản về Vision Lighting (Phần 1) <<

>> Các khái niệm cơ bản về Vision Lighting phần 2: Kỹ thuật chiếu sáng <<

Trong bài viết có sử dụng một số từ dịch từ thuật ngữ chuyên ngành, chúng tôi sẽ để thuật ngữ gốc ở bên cạnh để bạn đọc dễ hiểu khi đọc các tài liệu khác.

Đối tượng kiểm tra (vision inspection object) và ứng dụng kiểm tra (vision inspection application)

Các thuộc tích quang học của đối tượng là yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn kĩ thuật chiếu sáng. Luôn phải chú ý đến hình dáng, bề mặt, màu và độ trong suốt của vật thể. Nắm rõ và vận dụng tốt các điểm khác nhau của vật quan sát là rất quan trọng cho việc tạo ra độ tương phản và đảm bảo độ chính xác trong việt quan sát.

Chiếu sáng dựa vào hình dáng là một trong những cách phổ biến được áp dụng. HÌnh dáng bao gồm chiều cao, chiều dài, rộng hay mép vật thể. Khi sử dụng kỹ thuật chiếu sáng backlighting tạo ra độ tương phản cao, việc sinh ra hình ảnh nhị phân là rất dễ dàng.

Kĩ thuật cho độ tương phản cao nhất, backlighting mang lại cả độ rọi sáng rất lí tưởng cho việc kiểm định vật thể trong suốt, ví dụ như chai.

Kĩ thuật cho độ tương phản cao nhất, backlighting mang lại cả độ rọi sáng rất lí tưởng cho việc kiểm định vật thể trong suốt, ví dụ như chai.

Ngoài việc lựa chọn kĩ thuật chiếu sáng phù hợp để phát hiện các biến dạng hình thể, các kĩ sư nên xem xét việc phát hiện các điểm khác nhau trên bề mặt của vật thể, như lỗi hoặc các biến dạng bao gồm nứt, lõm, xước và các biến dạng khác ở bề mặt sau qui trình sản xuất. Đối với các ứng dụng kiểm tra sai sót trên bề mặt bề mặt, kỹ thuật backlights không thể làm rõ sự thay đổi về bề mặt và vì thế không nên sử dụng. Thay vào đó, kĩ thuật chiếu sáng vùng tối có thể được áp dụng.

Chiếu sáng vùng tối khiến các bề mặt phẳng của vật (vuông góc với máy quay) hiện màu đen, còn các vết lồi hay lõm hiện màu sáng.

Ngoài ra, các thiết bị chiếu sáng có thể được lắp đặt ở bất kì góc độ nào để phù hợp với nhiều ứng dụng kiểm tra ngoại quan (vision inspection application) khác nhau. Các tia sáng sẽ phản xạ khác nhau với các chi tiết bề mặt khác nhau. Với bề mặt nhẵn, ánh sáng sẽ bị phản chiếu xa khỏi ống kính; với bề mặt lỗi/lõm, một phần ánh sáng sẽ bị phản xạ vào ống kính của camera vision. Để áp dụng kĩ thuật chiếu sáng một cách hiệu quả, kĩ sư nên thử lắp đặt thiết bị chiếu sáng ở nhiều góc độ khác nhau so với vật mục tiêu.

Để phân biệt màu này với màu khác – một vấn đề thường xảy ra trong việc xây dựng giải pháp xử lý ảnh (vision system) – độ tương phản luôn được thiết lập rõ ràng giữa màu đúng và sai, thay vì chỉ có màu vật và màu nền. Vấn đề này thường được giải quyết bằng cách lựa chọn đèn vòng với màu sắc phù hợp.

Trong trường hợp khi nguồn sáng màu giống với màu của vật, nó sẽ làm vật sáng hơn. Mặt khác, khi nguồn sáng màu ngược màu của vật, thì vật sẽ tối hơn. Vì thế, ánh sáng màu và/hoặc thấu kính lọc màu có thể tạo ra độ tương phản cần thiết.

Môi trường xung quanh

Ngoài các thuộc tính của đối tượng kiểm tra (vision inspection object), cũng cần cân nhắc đến các khía cạnh nhất định của môi trường xung quanh. Sự chênh lệch độ sáng giữa các bóng đèn cũng như các cửa sổ hoặc ánh sáng mặt trời có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của độ tương phản cần có.

Việc hệ thống xử lý ảnh (vision system) hoạt động không ổn định do độ sáng bất ổn có thể bị loại bỏ bằng cách giảm các ánh sáng xung quanh hay làm màng chắn. Với phương pháp đầu tiên, chúng ta sẽ sử dụng nguồn sáng sáng hơn các ánh sáng môi trường, và vị trí lắp đặt gần với vật kiểm tra, việc này có thể được hoàn thành với những kĩ thuật chiếu sáng tốt được nêu ở trên. Ngoài ra, ảnh hưởng của ánh sáng xung quanh có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng bộ lọc.

Phương pháp thứ hai liên quan đến thiết kế cơ khí cho hệ thống. Việc này có thể đạt được bằng cách thiết kế một rào cản vật lý giữa nguồn sáng xung quanh và vùng kiểm tra ngoại quan. Một vùng có thể được bao bọc với vật liệu đục như một tấm thép hoặc vật liệu bán dẫn như polycarbonate mờ.

Mọi thiết bị chiếu sáng nên được đánh giá dựa trên điều kiện môi trường, như bụi bẩn, cũng như sự ăn mòn. Ví dụ, thiệt bị chiếu sáng trục tần số cao đạt chỉ số NEMA 4, IP67 có thể được sử dụng ở điều kiện khắc nghiệt, và nhiều lựa chọn khả thi cho các điều kiện đa dạng hơn.

vision-lighting-3

Lựa chọn sản phẩm chiếu sáng đạt chuẩn để bảo đảm hệ thống chạy bền và an toàn trong điều kiện khắc nghiệt, ví dụ như trong điều kiện ăn mòn cao.

Không gian lắp đặt

Ngay cả khi đã chọn được kỹ thuật chiếu sáng phù hợp, cách lắp đặt thiết bị có thể ảnh hưởng rất lớn đối với ứng dụng ấy. Ví dụ, kĩ thuật backlight có thể cho ra độ tương phản lí tưởng cho nhiều ứng dụng, lắp đặt ánh sáng ở sau vật mục tiêu có thể không phù hợp cho một số trường hợp. Kĩ thuật backlight cần một vùng độ rọi sáng lớn hơn vùng cần được giám định, và việc này có thể không phù hợp cho một số cách lắp đặt.

Với các hạn chế trong việc lắp đặt, kĩ sư có thể lựa chọn cách tinh chỉnh tốt hơn để vượt qua các hạn chế này, ví dụ như sử dụng đèn dạng vòng (ring light). Thiết bị này có thể chiếu sáng cho vật nhỏ và có thể được lắp trực tiếp trên các cảm biến, giúp tiết kiệm diện tích tối đa.

Đón đọc bài viết tiếp theo của chúng tôi: “Đi sâu vào kỹ thuật chiết sáng”

Nguồn: Electronicproducts.com

New Ocean là công ty đi đầu trong các ứng dụng kiểm tra (vision inspection system), chúng tôi cam kết hỗ trợ bạn phát triển ứng dụng xử lý ảnh linh hoạt, sáng tạo, phù hợp với điều kiện nhà máy. Liên hệ chúng tôi qua email customercare@new-ocean.com.vn hoặc số điện thoại 0987 006 894.

New Ocean Manufacturing Solutions.

Honestly – Flexibility – Innovative.

Advertisements

About New Ocean - Manufacturing Solutions

We are the solution provider in automation, machine vision. Our system will support your factory work smoothly and maximize the profit.

3 responses »

  1. […] >> Các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn thiết bị chiếu sáng << […]

  2. […] >> Các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn thiết bị chiếu sáng << […]

  3. […] >> Các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn thiết bị chiếu sáng << […]

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s