Componentes de la visión artificial

Los sistemas de visión artificial dependen de diversos componentes que trabajan juntos para adquirir, procesar y analizar imágenes y medir diversas características para la toma de decisiones. Estos componentes funcionan de manera conjunta con la finalidad de aumentar la calidad del producto a través de una automatización de fábrica eficiente. Sigue leyendo

Sistemas de iluminación para aplicaciones de visión artificial (Parte II)

La iluminación es un aspecto fundamental a considerar en un sistema de visión artificial. Si se utiliza una iluminación adecuada, el sistema de visión resolverá la aplicación más fácilmente.

Existen diferentes técnicas de iluminación para las aplicaciones de visión artificial, las más comunes son:

Luz frontal

luz frontalLa cámara se posiciona mirando al objeto en la misma dirección que la luz. Esto reduce las sombras, suaviza las texturas y minimiza la influencia de rayas, polvo e imperfecciones que pueda tener el objeto. La cámara recibe la luz reflejada del objeto. Este tipo de iluminación se consigue mediante anillos de luz.

Aplicaciones: Indicada para superficies con pocos reflejos: papel, tela… para la detección de marcas de diferentes colores, caracteres y detección de todo lo que suponga un cambio de color en prácticamente cualquier superficie.

Ventajas: Elimina sombras, se puede utilizar a grandes distancias cámara/objeto.

Inconvenientes: Intensos reflejos sobre superficies reflectantes.

Luz lateral

La cámara se posiciona mirando al objeto mientras que la dirección de la luz esluz lateral lateral al objeto. El grado de inclinación del elemento emisor de luz vendrá determinado por el grado deseado de resalte de los relieves.

Aplicaciones: Indicada para resaltar bordes, rayas y fisuras en una dirección determinada.

Ventajas: Resalta los relieves por pequeños que sean de los objetos, resultando una sombra muy definida.

Inconvenientes: Con ángulos pequeños respecto a la horizontal, la luz producirá sombras en todos los relieves y en el contorno de la pieza.

Iluminación por campo oscuro (Darkfield)

La luz es emitida lateralmente con un ángulo muy pequeño meiluminación darkfielddiante un anillo en todas las direcciones, rebotando en los defectos del objeto a analizar e incidiendo en la cámara.

Aplicaciones: Indicada para resaltar incrustaciones y códigos alfanuméricos con poco contraste en metal sobre metal o gris sobre gris. Muy utilizada en la verificación de grabados tipo láser o troquel.

Ventajas: Destaca los detalles en superficies con muy poco contraste.

Inconvenientes: No es recomendable en superficies que absorban la luz.

Iluminación por contraste (Backlight)

La luz es emitida desde la parte posterior del objeto quedando este entre la fuenteiluminación backlight de iluminación y la cámara.  La iluminación tiene que ser uniforme en toda la superficie del objeto.  La cámara inspecciona la silueta del objeto por contraste pudiendo realizar mediciones de alta precisión.

Aplicaciones: Indicada para la inspección de la silueta del objeto. Utilizada también en materiales translúcidos o transparentes para detectar manchas, rayas, grietas, etc.

Ventajas: Permite inspecciones de siluetas con mediciones muy precisas y de impurezas en los objetos transparentes o translúcidos.

Inconvenientes: No permite reconocer los detalles superficiales del objeto, códigos, inscripciones, etc.

Iluminación Axial difusa

La luz es emitida lateralmente siendo reflejada 90º por un espejo semitransparenteiluminación axial difusa que desvía los haces de luz en la misma dirección que el eje de la cámara, consiguiendo una luz difusa homogénea. En superficies planas reflectantes si no se utiliza este método de iluminación, la cámara vería reflejado su propio objetivo.

Aplicaciones: Indicada para la inspección superficies planas reflectantes, como PCB, etiquetas reflectantes, inspección de impresión sobre aluminio o cavidades profundas.

Ventajas: Permite inspecciones de códigos en materiales altamente reflectantes.

Inconvenientes: No permite reconocer relieves en el objeto.

Iluminación difusa Tipo Domo

La luz es emitida dentro de una cúpula esférica resultando una luz difusa desde todas direcciones, eliminando sombras y reflejos, sudifusa tipo domoavizando texturas y minimizando la influencia de rayas, polvo, relieves y curvaturas que pueda tener el objeto inspeccionado. A este tipo de iluminación también se le denomina iluminación de día nublado por no producir ningún tipo de sombra al objeto.

Aplicaciones: Indicada para la inspección de superficies tales como: instrumental médico, espejos, compact disk, latas, etc.

Ventajas: Eliminación de sombras y minimización de arrugas, polvo y relieves.

Inconvenientes: Coste elevado.

Iluminación por láser

La iluminación mediante láser o luz eiluminación láserstructurada se utiliza normalmente para resaltar o determinar una tercera dimensión de un objeto.

Se trata de colocar la fuente de luz láser en un ángulo conocido con respecto al objeto a iluminar y a la cámara, de forma que viendo la distorsión de la luz pueda interpretarse la profundidad de los objetos a medir. También se utiliza para indicar el trazado por el que se debe ajustar un proceso, por ejemplo, en aplicaciones de corte.

Para realizar una inspección en 3D de un objeto, se proyecta una línea de luz. Las distorsiones en la línea se traducen en variaciones en la altura.  De aquí se puede desprender una forma en 3D detectando la falta o exceso de material o llegar a hacer una reconstrucción en tres dimensiones del objeto.

Aplicaciones: Ajuste de procesos de corte, control de profundidad de objetos, etc.

Ventajas: No le influye la iluminación externa.

Inconvenientes: Coste elevado. Si se utilizan lentes cilíndricas para conseguir una línea o un patrón concreto, el láser no tiene la misma intensidad lumínica a lo largo del patrón.

Se recomienda una evaluación adicional antes de realizar selecciones de iluminación definitivas. Es necesario que un experto en visión de Bcnvision evalúe sus requisitos de forma más detallada. Si tiene dudas nosotros podemos ayudarle.

Contáctenos:

+34 937194935

info@bcnvision.es

Sistemas de iluminación para aplicaciones de visión artificial (Parte I)

La correcta elección del sistema de iluminación es una de las partes fundamentales de un sistema de visión y de ello depende en gran parte el éxito de la aplicación.iluminación visión artificial

Las cámaras de visión artificial capturan la luz reflejada en los objetos, obteniendo información lumínica para su posterior análisis. El propósito de la iluminación utilizada en las aplicaciones de visión es controlar la forma en que la cámara ve el objeto.

“No puede analizarse aquello que no puede verse”.

Los objetivos principales de la iluminación son:

  • Optimizar el contraste.
  • Normalizar cualquier variación de la iluminación ambiente.
  • Simplificar el proceso de tratamiento posterior de la imagen (si se utilizan filtros por software el tiempo de procesado se ve incrementado).

La luz se refleja de forma distinta si se ilumina una placa metálica, un objeto ovalado o una caja de cartón, por ello es necesario realizar un estudio personalizado de la iluminación más óptima para cada aplicación.efectos de luz

Las siguientes imágenes muestran claramente los efectos de la luz sobre las imágenes adquiridas. En la primera imagen debido a los intensos brillos sería imposible por ejemplo detectar defectos de impresión, realizar una lectura OCR, etc. En la segunda imagen se han conseguido eliminar todos los brillos, gracias a la utilización de una fuente de luz polarizada, facilitando el procesado de la imagen.

 

Consideraciones a tener en cuenta para la elección de la iluminación en una aplicación de visión artificial

  • ¿La aplicación es en color o monocromo?
  • ¿Es de alta velocidad o no?
  • ¿Cuál es el campo de visión a iluminar?
  • ¿El objeto presenta superficies con reflejos?
  • ¿Qué fondo presenta la aplicación: color, geometría, …?
  • ¿Cuál es la característica a resaltar?
  • ¿Qué duración debe tener el sistema de iluminación?
  • ¿Qué requisitos mecánicos, ambientales, etc. deben considerarse?

Las respuestas a estas preguntas son necesarias para la correcta elección de la iluminación. También deben tenerse en cuenta aspectos tales como:

  • Intensidad de luz necesaria
  • Longitud de onda adecuada
  • Superficie a iluminar
  • Reflectividad del objeto
  • Color del objeto
  • Espacio disponible
  • Tipo de cámara utilizada

Tipos de fuentes de luz y características de los materiales

La fuente de luz puede ser mediante fibra óptica, fluorescente, led, difusa, láser, halógena, incandescente, fluorescente, ultravioleta, entre otros. Además, existen luces de diferentes colores que emiten diferentes longitudes de onda y permiten adaptarse a diferentes tipos de materiales, objetos de diferentes colores, etc.

longitud de onda

Características de los materiales:

Materiales especulares: Los ángulos de incidencia y de reflexión son iguales.

Materiales difusos: Los ángulos de reflexión van en todos los sentidos.

Materiales reflectores: Los rayos incidentes y reflejados tienen igual dirección, pero diferente sentido.

Materiales (no) selectivos al espectro: Los rayos de algunas (todas) las longitudes de onda se reflejan.

Se recomienda una evaluación adicional antes de realizar selecciones de iluminación definitivas. Es necesario que un experto en visión de Bcnvision evalúe sus requisitos de forma más detallada. Si tiene dudas nosotros podemos ayudarle.

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Herramienta interactiva: Asesor de iluminación de Cognex

El asesor de iluminación de Cognex, es una herramienta interactiva que le permite explorar los efectos de diferentes técnicas y posiciones de la iluminación en piezas. Esta herramienta está diseñada para mostrar los diferentes efectos de iluminación:

BackLightDefaultContraluces: Se utilizan para resaltar el borde de una pieza, las aberturas de una pieza (orificios perforados o mecanizados) u ocultar materiales transparentes. Tome en cuenta que las contraluces no necesitan estar directamente debajo del objeto, pero podrían funcionar mejor con un espacio entre el producto y la luz.

Observe: Claridad o borrosidad de líneas de bordes en partes redondas especialmente.

BarLightDefaultIluminación de barras: Las luces de barras ofrecen una iluminación uniforme y lineado con flexibilidad para ajustar el ángulo de la luz en función de la aplicación. Estas luces son ideales para crear contraste en superficies mate como papel, cartón o superficies rugosas.

Observe: Irregularidad en superficies redondas y lugares importantes.

CoaxialLightDefault

Coaxial en el eje: Las luces coaxiales son ideales para resaltar bordes y cambios de altura en una pieza. También son buenas para superficies de metal planas pero no son ideales para superficies curvas. Las luces coaxiales son únicas a la hora de iluminar objetos desde el mismo eje que el sistema de visión.

Observe: Definición clara en los bordes elevados.

DarkRingLightDefault

Anillo de campo oscuro: Las luces de anillo de campo oscuro, con LED montados a 90 grados, resaltan los bordes de una pieza y destacan los cambios de altura en una superficie al brindar un mayor contraste. La luz debe estar muy cerca del objeto (distancia de trabajo corta).

Observe: Detalles en marcas estampadas o grabadas a distancias cortas.

DomeLightDefault

Difusa: Las luces difusas brindan una iluminación pareja y sin sombra. Este tipo de iluminación se utiliza con mucha frecuencia en superficies redondas, especialmente en superficies curvadas de metal brillante. La iluminación difusa oculta los cambios de altura de superficie y crea una apariencia plana.

Observe: Difusión y calidad de imagen pareja y plana.

LowAngleRingLightDefaultAnillo de bajo ángulo: Las luces de anillo de bajo ángulo ofrecen un gran contraste en los objetos con bordes elevados, lo que brinda mayor flexibilidad a las distancias de trabajo con luz en comparación con las luces de anillo de campo oscuro. Las luces de anillo de bajo ángulo son especialmente ideales para utilizarse en superficies brillantes.

Observe: Diferencia de contraste entre niveles de distancia cercanos y lejanos.

RingLightAnillo: Las luces de anillo estándar cubren una gama muy amplia de aplicaciones y su uso es muy versátil. Brindan una iluminación sin sombra, ya que el anillo cubre la totalidad del área de trabajo y son un tipo de iluminación muy común en la industria de visión artificial.

Se recomienda una evaluación adicional antes de realizar selecciones de iluminación definitivas. Es necesario que un experto en visión de Bcnvision evalúe sus requisitos de forma más detallada. Si tiene dudas nosotros podemos ayudarle.

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Nueva gama de iluminación Visionlux para sistemas de visión artificial

Bcnvision como distribuidor oficial de TMS Lite presenta la nueva gama de iluminación para visión artificial Visionlux.

visionlux

La nueva gama Visionlux ofrece múltiples beneficios:

  • Productos de iluminación de alta calidad con un diseño robusto, una iluminación potente y duradera.
  • Montaje fácil y flexible.
  • Iluminación en cascada.
  • Conector M12, que permite una buena conexión mediante un enroscado más estable.
  • Precio económico, proporciona un ahorro de energía y una vida útil más duradera.

Iluminación en cascada

La nueva gama de iluminación Visionlux permite una iluminación en cascada, fácil acoplamiento de varias piezas,  que permite un amplio abanico de opciones y medidas para adaptarse a cualquier situación.

iluminación visión artificial visionlux

Montaje fácil y flexible

El montaje de la serie de iluminación Visionlux se caracteriza por su flexibilidad gracias a un conjuto de soportes diseñados para un montaje fácil y rápido en cualquier situación.

Se puede efectuar el montaje en ángulo vertical, horizontal o un ángulo específico mediante bisagras diseñadas para los diferentes modelos de iluminación.  

iluminación visión artificial visionlux

Además de la serie Visionlux, Bcnvision dispone de una amplia variedad de iluminaciones TMS Lite para sistemas de visión artificial.