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 <<

>> Các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn thiết bị 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.

Thiết bị chiếu sáng (Vision light) ảnh hưởng thế nào đến Hệ thống xử lí hình ảnh (Vision inspection system)?

Hiệu quả của hệ thống xử lý ảnh phụ thuộc vào chất lượng hình ảnh thu được. Hình ảnh có chất lượng cao cho phép hệ thống phân tích một cách chính xác các thông tin từ đối tượng kiểm tra, đem lại những kết quả đáng tin cậy của hệ thống. Chất lượng hình ảnh thu được trong hệ thống xử lí hình ảnh phụ thuộc rất cao vào cấu hình ánh sáng (màu sắc, góc độ, và cường độ ánh sáng được dùng để chiếu sáng), quyết định đến chất lượng hình ảnh.

Các thiết bị chiếu sáng nên tối ưu hóa độ tương phản của đối tượng kiểm tra trong khi giảm thiểu độ tương phản của các phần còn lại, nhờ đó cho phép hệ thống “nhìn thấy” rõ các vị trí. Hình ảnh đối tượng kiểm tra có độ tương phản cao sẽ đơn giản hóa và cải thiện độ chính xác của hệ thống; ngược lại hình ảnh với độ tương phản thấp và phân bố ánh sáng không đồng đều đòi hỏi nhiều thời gian và hiệu suất xử lý hơn. Cấu hình thiết bị chiếu sáng phù hợp phụ thuộc vào kích thước của các phần cần kiểm tra, hình dạng, tính chất bề mặt, và các yêu cầu kĩ thuật của thiết bị. Với nhiều lựa chọn về bước sóng (màu sắc), vùng nhìn (kích thước), và hình dáng tùy chọn có sẵn, thiết bị chiếu sáng có thể được thay đổi để phù hợp theo yêu cầu ứng dụng cụ thể.

Mẹo # 1: Sử dụng Bright Light để phát hiện thiếu nguyên liệu

Xác định “phần bị thiếu” trong Máy ép khuôn nhựa

Xác định các hiện tượng thiếu nguyên liệu trong máy ép khuôn nhựa là rất quan trọng để đảm bảo bề mặt gia công tốt. Khi nguyên vật liệu bị thiếu, hiện tượng *Short Shot* sẽ xảy ra (không đủ nguyên liệu đưa vào khuôn). Để xác định hiện tượng này, đèn chiếu DOAL (Diffuse On-Axis Light) sẽ được sử dụng để làm nổi bật phần nguyên liệu bị mất trên bề mặt được gia công.

Kỹ thuật chiếu sáng: Bright Field

Các kỹ thuật chiếu vùng sáng dựa trên kết cấu bề mặt và bề mặt phẳng.Các tia sáng chạm bề mặt phẳng phản xạ trở lại máy ảnh, tạo ra một vùng sáng. Bề mặt gồ ghề hoặc thiếu tính tán xạ ánh sáng sẽ tạo ra những vùng tối.

vision-lighting-tip-1

Mẹo # 2: Sử dụng các bước sóng thích hợp để kiểm tra vị trí lắp đặt linh kiện có chính xác

Kiểm tra “Chip”

Con chip của bạn có được cài đúng cách?

Xác định hướng của linh kiện là ứng dụng xử lý ảnh thường thấy trong công đoạn lắp ráp bo mạch. Trong ví dụ này, con chip không được lắp đặt đúng cách. Thay vì được đặt lên bề mặt với mặt đồng hướng xuống để kết nối điện, con chip bị lật ngược lại, mặt bạc hướng xuống.

Kỹ thuật chiếu sáng: Bright Field

Để xác định vấn đề, đèn chiếu sáng DOAL với bước sóng màu xanh được sử dụng để làm nổi bật hướng con chip được lắp dặt. Kỹ thuật chiếu sáng này dựa vào bước sóng ánh sáng. Các bước sóng màu xanh (460 nm) giúp  phân biệt các bề mặt bạc và đồng: đồng hấp thụ ánh sáng màu xanh làm xuất hiện khoảng tối, bạc phản xạ ánh sáng xanh làm xuất hiện vùng sáng.

Ví dụ:

vision-lighting-tip-2

Mẹo # 3: Sử dụng màu để tạo độ tương phản

Một phương pháp hữu ích cho việc tạo ra một hình ảnh tương phản cao trong hệ thống xử lí hình ảnh là chiếu sáng đối tượng bằng ánh sáng có bước sóng cụ thể (màu sắc). Bước sóng của một ánh sáng có thể làm cho màu sắc của đối tượng xuất hiện  hoặc sáng hoặc tối trên máy ảnh đơn sắc. Sử dụng bánh xe màu như một tài liệu tham khảo, chọn ánh sáng của một màu đối lập để xuất hiện màu tối; chọn ánh sáng cùng màu để làm xuất hiện màu sáng.

Ví dụ:

  • Nếu đối tượng cần làm tối có màu đỏ, sử dụng đèn xanh lá cây
  • Dùng đèn xanh lá nếu cần làm sáng đối tượng màu xanh lá

Để ý điểm khác biệt giữa ánh sáng đỏ và xanh dương trên bản nhôm phía dưới

vision-lighting-tip-3

Mẹo # 4: Sử dụng chế độ sáng chớp tắt cho các bộ phận thường chuyển động đột ngột

Tia sáng thường để chế độ chớp sáng khi đối tượng kiểm tra di chuyển ở tốc độ cao, tuy nhiên một số trường hợp chế độ này khiến hình ảnh xuất hiện mờ. Sử dụng các công thức để tính toán Strobe Pulse Width để tránh trường hợp này.

vision-lighting-tip-4

Đón xem bài viết tiếp theo: “Các mẹo sử dụng thiết bị chiếu sáng trong Hệ thống xử lý ảnh (Phần 2)”

Nguồn: Sưu tầm

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.

2 responses »

  1. […] >> Các mẹo sử dụng thiết bị chiếu sáng trong ứng dụng xử lý ảnh (Phần… […]

  2. […] >> Các mẹo sử dụng thiết bị chiếu sáng trong ứng dụng xử lý ảnh (Phần… […]

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