Reduzieren Sie die Komplexität von Vision-Anwendungen mit der richtigen Beleuchtung
Rücken Sie Ihre Applikation ins rechte Licht!
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Eine erfolgreiche Bildverarbeitungsanwendung ist in hohem Maße abhängig von der richtigen Beleuchtung und Montage ab, die für etwa 60 % des Erfolgs verantwortlich sind. Selbst bei fortschrittlichen KI-Algorithmen entscheiden die grundlegendsten Bedingungen darüber, ob eine Lösung ein paar hundert oder ein paar tausend Dollar kostet.
Die Bedeutung der Beleuchtung
Es gibt kein perfektes Bildverarbeitungssystem, und die Vernachlässigung der Beleuchtung ist eine häufige Ursache für Fehlschläge, selbst bei den besten Geräten. Umgekehrt können die komplexesten Anwendungen manchmal mit einfachen Bildverarbeitungssensoren gelöst werden, indem man die Umgebungskontrolle ernst nimmt. So hat beispielsweise eine 2.000 $ teure Lösung für die Hintergrundbeleuchtung erfolgreich ein falsch platziertes Teil erkannt, was über 30.000 $ teure Systeme mit Frontalbeleuchtung nicht konnten.
Das Grundprinzip der Fotografie - von der Daguerreotypie bis zu modernen Sensoren - ist die Erfassung von Licht. Je besser die Beleuchtung, desto besser erfasst Ihr Gerät den zu prüfenden Interessenbereich (ROI).
Die Verbesserung der Beleuchtung bietet mehrere Vorteile:
Verringert den ROI für die Inspektion.
Optimiert die Ortungswerkzeuge und reduziert die Bearbeitungszeit.
Es werden weniger Prüfwerkzeuge benötigt, was die Anwendungszeit weiter reduziert.
Verbessert den Kontrast zwischen guten und schlechten Teilen, was zu einer höheren Genauigkeit führt.
Die richtige Beleuchtung kann die Leistung drastisch verbessern und die Zykluszeit Ihrer Anwendung möglicherweise von1-2 Sekunden auf 100 Millisekunden.
Ziele der Beleuchtung in Bildverarbeitungsanwendungen
Wenn Sie eine Bildverarbeitungsanwendung einrichten, haben Sie folgende Ziele:
Verstärkung des Kontrasts.
Schatten zu reduzieren.
Farbkonsistenz zu gewährleisten.
Kontrolle der natürlichen Beleuchtung.
Gängige Beleuchtungs-Techniken
Typ | Beschreibung | Hauptanwendung/Vorteile | Häufige Beispiele |
Frontal | Auf das Objekt gerichtete Lampe, die den Kontrast durch Beleuchtung verstärkt. | Allgemeine Kontrastverbesserung | Balken-, Spot- und Ringlicht |
Dunkelfeld | Das Licht trifft in einem flachen Winkel von der Seite auf das Objekt. | Sorgt für starken Kontrast bei Kratzern oder Reliefs | Dunkelfeld-Lichter |
Diffus | Das Licht trifft gestreut auf das Objekt. | Reduziert Reflexionen und Ausbrennen des Bildes; gut geeignet für polierte oder reflektierende Oberflächen | Kuppellicht |
Koaxial | Das Licht wird parallel zur optischen Achse ausgerichtet (unter Verwendung von Spiegeltechniken). | Beseitigt Schatten und hebt Oberflächenmerkmale hervor; ideal zum Lesen von Symbolen auf spiegelnden Oberflächen | Koaxiale Beleuchtungssysteme |
Beleuchtung von hinten | Das Objekt wird gleichmäßig von hinten beleuchtet. | Erzeugt eine starke Silhouette/einen starken Schatten, was den Kontrast bei Geometrien oder transparenten Objekten erhöht | Rückwandleuchten |
Montage und Stabilität
Nachdem die richtige Beleuchtung sichergestellt ist, ist die Wiederholbarkeit entscheidend. Das Bild muss so stabil wie möglich sein, da stabile Bedingungen zu besseren Ergebnissen und einer einfacheren Konfiguration führen, sogar mit AI. Zusätzliche Automatisierungstools und Sensoren, die Vibrationen oder Ausrichtungsfehler erkennen, können den Erfolg einer Bildverarbeitungsanwendung erheblich verbessern.
Die besten Gesamtergebnisse hängen von Ihrer Anwendung ab, aber wenn Sie ein möglichst scharfes Bild erzielen, können Sie eine kostengünstigere Bildverarbeitungslösung mit geringerer Ausstattung verwenden.
Schlüsselwörter
- IO-Link
- Industry 4.0
- Sensortechnik
- Robotik
- Industrielle Automatisierung
- Trends in der Technologie
- Intelligente Sensorik
- Predictive maintenance
- IoT
- Welding
- Condition Monitoring
- traceability
Author
Fernando Reyes Mondragon
Als Mechatroniker und Spezialist für Industrie 4.0 helfe ich Unternehmen, durch Automatisierung und IIoT-Strategien Werte zu schaffen. Hier gebe ich praktische Einblicke in die Digitalisierung und intelligente Fertigung.
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