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Como Elegir la Iluminación Correcta para Aplicaciones Industriales

 

Bienvenido a nuestra nueva serie de blogs sobre visión artificial de ClearView Imaging. Esta semana exploraremos las diferentes opciones de iluminación para sistemas de visión artificial y por qué cada tipo de iluminación es óptima para condiciones y ambientes particulares.

Si estás interesado en construir tu propio sistema de visión artificial para un proyecto, una aplicación comercial o simplemente estás interesado en aprender más sobre iluminación para visión artificial, esta publicación es ideal.

En última instancia, la iluminación es fundamental para todas las aplicaciones de visión artificial y, por supuesto, la lista incluye, entre otras, OCR y packaging, robótica, automatización industrial, medicina, ciencias de la vida y automoción. Esperamos que disfrutes leyendo.

Entendiendo la iluminación

Desde una perspectiva física, la luz es un concepto intrigante y fascinante, debido a la dualidad onda-partícula: a diferencia de cualquier otra energía, puede conceptualizarse como partículas (fotones) y como ondas, y diferentes contextos requieren diferentes categorizaciones.

La luz se mueve a 300 millones de metros por segundo y viaja en línea recta.

La luz visible tiene una longitud de onda de aproximadamente media milésima de milímetro, entre aproximadamente 380 y 780 nanómetros (nm).

Visible Light Spectrum

La Iluminación en los Sistemas de Visión Artificial

Ahora sí, entramos de lleno a hablar de la luz en el contexto de iluminar un entorno para un sistema de visión artificial. En términos generales, hay seis aspectos que se deben tener en consideración:

  • Manipulación y colocación de piezas
  • Selección de iluminación y geometría
  • Diseño óptico y selección de ópticas
  • Selección de sensor / cámara
  • Selección de algoritmo (extracción de características)
  • Clasificación de resultados y acciones

 

Propiedades del Objeto

Para la aplicación que elijas, es importante pensar detenidamente en los siguientes aspectos con el fin de planificar cómo iluminarás adecuadamente el entorno.

Para empezar, mira la parte u objeto que deseas inspeccionar. ¿Cómo interactuará la luz con sus superficies? ¿Parece brillante o mate? ¿Absorberá la luz, la reflejará o la refractará? Puedes leer más sobre esto en nuestro anterior blog sobre la importancia de la iluminación para la visión artificial.

Es muy posible que las propiedades de la superficie del objeto se encuentren entre estas descripciones, pero es importante observar estas características, ya que esto te permitirá obtener una decisión informada sobre el método de iluminación.

A continuación, piensa en la forma geométrica de la pieza u objeto y las trayectorias de la luz desde la fuente de iluminación hasta la cámara. Es importante pensar en esto y en cómo interactuará el objeto con la luz.

En última instancia, el tipo de iluminación que elijas deberá contribuir a la mejor relación señal / ruido posible en las características requeridas. Por ejemplo, si estás inspeccionando una etiqueta en un paquete de fruta, desearás el mejor contraste, relación señal / ruido y calidad de imagen en los detalles de la etiqueta, en lugar de en la fruta en sí.

Iluminación y Superficies

Superficies Especulares

Las superficies especulares son casi perfectamente reflectantes. Los espejos, los metales pulidos y los líquidos en ángulos bajos producirán un reflejo especular puro, por lo que es realmente importante dónde se coloque la iluminación.

Las superficies especulares multifacéticas, como el azúcar, las superficies húmedas (no agua) y los metales fracturados o mecanizados, se comportan como muchos espejitos diminutos, dispersando reflejos especulares en muchos ángulos.

Superficies Amorfas

Las superficies amorfas, por otro lado, son casi perfectamente mate. El papel blanco, los polvos y la cerámica producirán una reflexión difusa pura, que generalmente parecerá muy similar desde todos los ángulos, por lo que el posicionamiento de la iluminación no tendrá tanta relevancia.

Ejemplos de objetos que poseen propiedades amorfas incluyen papel recubierto, plásticos moldeados, pintura, metal fundido o pulido en bruto y superficies húmedas.

diffuse-vs-specular 2

Tecnología de Iluminación de Visión Artificial

Elegir el tipo correcto de iluminación es esencial para un sistema de visión exitoso.

Históricamente, el LED se ha destacado en muchas áreas, pero ha tenido problemas en largas distancias. En estos días, la tecnología LED ha mejorado y, en general, se considera la mejor opción para la iluminación en visión artificial. Cuando hablamos de tipos de iluminación, no estamos hablando de las diferentes formas en que se puede generar la luz, ya que, en su mayoría, todas serán LED. Estamos hablando de los diferentes efectos de iluminación que se pueden producir con diferentes tipos de luces.

 

Iluminación Bright Field y Dark Field

Las siguientes técnicas de iluminación tienen que ver completamente con la ubicación de la fuente de luz.

Iluminación Bright Field

Aquí es donde el fondo y las partes planas del objeto aparecen brillantes, y los bordes elevados y los detalles aparecen oscuros.

­Bright Field Lighting 2 Cropped

Iluminación Bright Field en una moneda

 

Iluminación Dark Field

Por el contrario, la iluminación de campo oscuro es donde el fondo y las partes planas del objeto aparecen oscuras, y los bordes elevados y los detalles aparecen claros.

 Dark Field Lighting Cropped

Iluminación Dark Field en una moneda

 Bright Field & Dark Field Explained

Tipos de Luz en Visión Artificial

Hay una amplia variedad de tipos de iluminación disponibles para sistemas de visión artificial, todos los cuales se pueden encontrar en nuestra página de productos de iluminación.

Luces en Barra y Lineales

Útiles para una amplia gama de aplicaciones, las luces lineales y de barra enfocan la intensidad de la luz a lo largo de una línea.

Bar Lights

Barras y luces lineales de OPT Machine Vision y Smart Vision Lights

 

Back Lights

Las Back lights producen siluetas de los objetos que se están capturando, lo cual es útil cuando se necesitan niveles muy altos de contraste.

 

Back Lights

Back lights de OPT Machine Vision y Smart Vision Lights

 

Luces Domo

Las luces domo son útiles para leer códigos de barras, imperfecciones, productos redondeados o altamente reflectantes, o para inspeccionar productos con una intensidad de luz uniforme y repetible.

Dome Lights

Luces Domo de OPT Machine Vision

 

Luces Axiales y Coaxiales

Las luces coaxiales emplean espejos para iluminar objetos a lo largo del mismo eje que el sensor. Estas luces son útiles para aumentar el contraste en los bordes del objeto de destino.

Coaxial Lights

Luces Coaxiales de OPT Machine Vision 

Luces Lineales

Las luces para cámaras lineales se utilizan normalmente en conjunto con las cámaras lineales, ya que producen una luz intensa a lo largo de una línea más fina que las luces de barra.

Line Lights

Luces para Cámaras Lineales de Smart Vision Lights

 

Las luces lineales están disponibles en una amplia gama de tamaños, longitudes de onda y potencias y son una opción fantástica para iluminar sistemas de producción con cámaras lineales.

 ProPhotonix Line Lights 2

Luces Lineales de ProPhotonix

Iluminación Spot

Perfectas para conseguir iluminación de tipo bright field y dark field. Las luces spot están diseñadas para ser sencillas de instalar, con multiples opciones, lo que las hace ideales para múltiples aplicaciones.

Spot Lights

Luces Spot de, Smart Vision Lights y OPT Machine Vision

Luz en Anillo

Aunque son menos personalizables que las luces spot, las luces de anillo permiten al usuario realizar técnicas como la iluminación brightfield y darkfield con muchas menos dificultades; con ángulos y tamaños establecidos para elegir, la iluminación brightfield y darkfield se consigue más fácilmente con la iluminación de anillo.

 

Ring Lights 

Luces anillo de Smart Vision Lights y OPT Machine Vision

Soluciones de Iluminación para Visión Artificial de Clear View Imaging

Con esto finalizamos nuestro desglose de cómo elegir la iluminación correcta para aplicaciones industriales. ¡Asegúrate de revisar nuestra gran variedad de luces de visión artificial en nuestra sección de productos!

¡Permanece atento a la próxima semana mientras exploramos los diferentes tipos de iluminación de visión artificial!

En ClearView, tenemos una amplia gama de conocimientos y experiencia en visión artificial para ayudarte a decidir la solución adecuada para tu proyecto.

Ofrecemos una amplia gama de componentes y nuestros expertos estarán encantados de ayudarte sin importar cuál sea tu pregunta o problema. ¡No dudes en ponerse en contacto con nosotros y uno de nuestros expertos en visión artificial estará listo para ayudarte a comenzar con tu proyecto!

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La visión artificial permite que los ordenadores puedan leer códigos de barra, códigos data matrix, marcado de piezas, reconocimiento óptico de caracteres (OCR) y verificación óptica de caracteres (OCV). – Aprende más sobre la tecnología de visión artificial aquí.

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