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So wählen Sie die richtige Beleuchtung für Ihre industrielle Anwendung

 

Willkommen zurück zu unserer Reihe von Bildverarbeitungs-Blogs zum Thema Beleuchtung. Diese Woche werden wir verschiedene Beleuchtungsoptionen für Bildverarbeitungssysteme untersuchen und warum jede Art von Bildverarbeitungsbeleuchtung für bestimmte Einstellungen und Umgebungen optimal ist.

Egal, ob Sie daran interessiert sind, Ihr eigenes Bildverarbeitungssystem zu bauen oder einfach nur mehr über die Beleuchtungen für die industrielle Bildverarbeitung erfahren möchten, dieser Blogbeitrag ist für Sie.

Letztlich ist die Beleuchtung für alle Bildverarbeitungsanwendungen von grundlegender Bedeutung, und diese Liste umfasst natürlich Druck und Verpackung, Robotik, industrielle Automatisierung, Medizin, Life Sciences und die Automobilindustrie, um nur einige zu nennen. Wir wünschen viel Spaß beim Lesen.

 

Licht verstehen

Aus physikalischer Sicht ist Licht aufgrund des Welle-Teilchen-Dualismus ein faszinierendes Konzept: Im Gegensatz zu jeder anderen Energie kann es sowohl als Teilchen (Photonen) als auch als Wellen konzeptualisiert werden, und unterschiedliche Kontexte erfordern unterschiedliche Kategorisierungen.

Licht bewegt sich mit 300 Millionen Metern pro Sekunde und bewegt sich definitiv in geraden Linien.

Sichtbares Licht hat eine Wellenlänge von etwa einem halben Tausendstel Millimeter, also zwischen etwa 380 und 780 Nanometer (nm).

Visible Light Spectrum

Understanding Illumination in Machine Vision Systems

An dieser Stelle kommen wir ins Gespräch über Licht im Zusammenhang mit der Beleuchtung einer Umgebung für ein Bildverarbeitungssystem. Im Allgemeinen müssen Sie sechs Dinge richtig machen:

  • Teilehandhabung und -Platzierung
  • Beleuchtungsauswahl und -Geometrie
  • Optikdesign & Objektivauswahl
  • Sensor-/Kameraauswahl
  • Algorithmus Auswahl (Merkmalsextraktion)
  • Klassifizierung von Ergebnissen und Maßnahmen

 

Objekteigenschaften

Für die von Ihnen gewählte Anwendung ist es wichtig, sich die folgenden Aspekte sorgfältig zu überlegen, um zu planen, wie Sie die Umgebung richtig ausleuchten.

Sehen Sie sich zunächst das Teil oder Objekt an, das Sie abbilden möchten. Wie wird Licht mit seinen Oberflächen interagieren? Erscheint es glänzend oder matt? Wird es Licht absorbieren, reflektieren oder brechen? Mehr dazu lesen Sie in unserem vorherigen Blog zur Bedeutung der Beleuchtung für die Bildverarbeitung.

Es ist durchaus möglich, dass die Oberflächeneigenschaften Ihres Objekts irgendwo zwischen diesen Beschreibungen liegen, aber es ist wichtig, diese Eigenschaften zu beachten, da dies Ihre Entscheidung für die Beleuchtungsmethode beeinflusst.

Denken Sie als nächstes an die geometrische Form Ihres Teils oder Objekts und die Lichtwege von der Beleuchtungsquelle zur Kamera. Es ist wichtig, dies in Verbindung mit den lichtinteraktiven Eigenschaften Ihres Objekts zu berücksichtigen.

Letztendlich muss die Art der Beleuchtung, die Sie wählen, zum bestmöglichen Signal-Rausch-Verhältnis bei den erforderlichen Funktionen beitragen – bspw. Wenn Sie ein Etikett auf einer Obstverpackung inspizieren, möchten Sie den besten Kontrast, das Signal-Rausch-Verhältnis und die allgemeine Bildqualität auf den Etikettendetails und nicht auf der Frucht selbst.

 

Licht und Oberflächen

Spiegelnde Oberflächen

Spiegelnde Oberflächen spiegeln nahezu perfekt. Spiegel, polierte Metalle und Flüssigkeiten in niedrigen Winkeln erzeugen reine spiegelnde Reflexionen, daher ist es wirklich wichtig, wo Sie Ihre Beleuchtung platzieren.

Spiegelnde Oberflächen mit vielen Facetten – wie Zucker, nasse Oberflächen (kein Wasser) und gebrochene oder bearbeitete Metalle – verhalten sich wie viele kleine Spiegel, die Reflexionen in vielen Winkeln streuen.

Amorphe Oberflächen

Amorphe Oberflächen hingegen sind nahezu perfekt matt. Weißes Papier, Pulver und Keramik erzeugen eine reine diffuse Reflexion, die im Allgemeinen aus allen Blickwinkeln sehr ähnlich erscheint, sodass die Positionierung der Beleuchtung weniger wichtig, aber nicht unwichtig ist.

Beispiele aus der Praxis für Oberflächen mit amorphen Eigenschaften sind beschichtetes Papier, geformte Kunststoffe, Farbe, poliertes oder gegossenes Metall und feuchte Oberflächen.

diffuse-vs-specular 2

Bildverarbeitungs-Beleuchtungstechnologie

Die Wahl der richtigen Beleuchtungsart ist entscheidend für ein erfolgreiches Vision-System.

In der Vergangenheit hat sich LED in vielen Bereichen hervorgetan, hat sich aber über lange Distanzen schwergetan. Heutzutage hat sich die LED-Technologie verbessert und gilt allgemein als die beste Option für die Beleuchtung in der industriellen Bildverarbeitung.

Wenn wir über Beleuchtungsarten sprechen, sprechen wir nicht über die verschiedenen Arten, wie Licht erzeugt werden kann, da dies normalerweise alle LEDs sind – wir sprechen über die verschiedenen Lichteffekte, die mit verschiedenen Arten von Leuchten erzeugt werden können.

 

Hellfeld- und Dunkelfeldbeleuchtung

Die folgenden Beleuchtungstechniken haben ausschließlich mit der Platzierung der Lichtquelle zu tun – Standort ist alles!

Hellfeldbeleuchtung

Hier erscheinen der Hintergrund und die flachen Teile des Objekts hell und erhabene Kanten und Details erscheinen dunkel.

­Bright Field Lighting 2 Cropped

Hellfeldbeleuchtung einer Münze

Dunkelfeldbeleuchtung

Bei der Dunkelfeldbeleuchtung hingegen erscheinen der Hintergrund und die flachen Teile des Objekts dunkel und erhabene Kanten und Details erscheinen hell.

 Dark Field Lighting Cropped

Dunkelfeldbeleuchtung einer Münze

Bright Field & Dark Field Explained 

Die unterschiedlichen Arten der Bildverarbeitungsbeleuchtung

Es gibt eine Vielzahl von Beleuchtungsarten für Bildverarbeitungssysteme, die alle auf unserer Seite Beleuchtungsprodukte zu finden sind.

Balken- und Linienbeleuchtungen

Nützlich für eine Vielzahl von Anwendungen, Balken- und Linienlichter fokussieren die Lichtintensität entlang einer Linie.

Bar Lights

Balken und Linienlichter von OPT Machine Vision & Smart Vision Lights

 

Hintergrundbeleuchtungen

Hintergrundbeleuchtungen erzeugen Silhouetten der Objekte, die Sie abbilden, was nützlich ist, wenn sehr hohe Kontraste erforderlich sind.

 

Back Lights

Hintergrundbeleuchtungen von OPT Machine Vision and Smart Vision Lights

 

Dome Lichter

Dome Lichter eignen sich zum Lesen von Barcodes, Unvollkommenheiten, abgerundeten oder stark reflektierenden Produkten oder zur Inspektion von Teilen mit einer gleichmäßigen und wiederholbaren Lichtintensität.

 

Dome Lights

Dome Lichter von OPT Machine Vision

 

Axial- und Koaxiallichter

Koaxiallichter verwenden Spiegel, um Objekte entlang derselben Achse wie der Sensor zu beleuchten. Diese Lichter sind nützlich, um den Kontrast an den Rändern Ihres Zielobjekts zu erhöhen.

 

Coaxial Lights

Koaxiallicht von OPT Machine Vision

 

Linienlichter

Linienlichter werden normalerweise zusammen mit Zeilenkameras verwendet, da sie intensiveres Licht entlang einer feineren Linie erzeugen als Balkenlichter.

Line Lights

Linienlichter von Smart Vision Lights

 

Linienlichter sind in einer Reihe von Größen, Wellenlängen und Helligkeitsoptionen erhältlich und eine fantastische Option zum Beleuchten von Anwendungen für Zeilenkameras.

 ProPhotonix Line Lights 2

Cobra Linienbeleuchtungen von ProPhotonix

 

Spotbeleuchtung

Perfekt für den universellen Einsatz bei der Hellfeld- und Dunkelfeldbeleuchtung, sind Spotlichter für eine einfache Installation konzipiert und die vielen verfügbaren Optionen machen sie zu einer idealen Lösung für viele Anwendungen.

Spot Lights

Spotbeleuchtungen von ProPhotonix, Smart Vision Lights und OPT Machine Vision

 

Ringbeleuchtungen

Ringbeleuchtungen sind zwar weniger anpassbar als bspw. Spotbeleuchtungen, ermöglichen es dem Benutzer jedoch, Techniken wie Hellfeldbeleuchtung und Dunkelfeldbeleuchtung mit deutlich weniger Aufwand durchzuführen; Mit einstellbaren Winkeln und Größen wird die Hell- und Dunkelfeldbeleuchtung mit Ringbeleuchtungen viel einfacher.

 

 Ring Lights

Ringbeleuchtungen von Smart Vision Lights, OPT Machine Vision und ProPhotonix

 

Bildverarbeitungs-Beleuchtungen und -Lösungen von ClearView Imaging

Das war's für unsere Einführung in die Beleuchtung für die industrielle Bildverarbeitung. Schauen Sie sich in unserem Produktbereich unbedingt unsere große Auswahl an Bildverarbeitungsbeleuchtungen an!

Bleiben Sie nächste Woche auf dem Laufenden, während wir die verschiedenen Arten von Bildverarbeitungsbeleuchtungen erkunden!

Hier bei ClearView verfügen wir über ein breites Spektrum an Wissen und Expertise im Bereich Bildverarbeitung, um Ihnen bei der Entscheidung für die richtige Lösung für Ihr Projekt zu helfen.

Wir bieten eine riesige Auswahl an Komponenten und unsere Experten helfen Ihnen gerne weiter, egal welche Frage oder welches Problem Sie haben. Nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf und einer unserer Bildverarbeitungsexperten steht bereit, um Ihnen bei Ihrem Projekt zu helfen!

 

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