기술 비전 센서 O2D

내용

윤곽 탐지 및 BLOB 분석
포지션 추적
CMOS 프로세서
LED 조명

O2D 상세정보

윤곽 탐지 vs. BLOB 분석

윤곽확인

윤곽 감지는 2D 이미지 프로세싱에 중요한 도구입니다. 가장자리와 전면에서 배경으로의 전환이 감지되고, 이 정보에서 윤곽이 계산됩니다. 윤곽 감지의 특징은 일반적으로 외부광선이 물체 전체를 비추는 경우가 많은 데, 외부광선에 의해 발생하는 간섭에도 신뢰성있게 작동한다는 점입니다. 전면과 배경사이의 상대적 차이는 이동하지만, 윤곽은 여전히 동일한 확실성으로 감지됩니다. 그런 다음 기준 윤곽을 현재 물체와 비교하여 물체 검사를 수행합니다.

다음을 통한 윤곽 감지:

조명 상황을 조절하여 배경에서 강조표시되는 물체 추출
불필요한 영역을 삭제하여 윤곽선을 최적화함
알고리즘은 임계값 (점수)을 기준으로 양호 또는 불량부품을 구분하는 라이브 이미지에서 가능한 윤곽을 감지합니다.

윤곽감지 적용 어플리케이션:

이 방법은 주로 패턴 및 모양 감지뿐만 아니라 펀칭, 밀링, 터닝 또는 어셈블리에 적용되는 물체 인식에도 사용됩니다. 윤곽감지는 이러한 영역에서 품질보증을 위하여 사용됩니다.

BLOB 분석

BLOB 분석은 유사한 인접 픽셀 그룹에 대해 이미지 특징을 선택하고 분석하는 중요한 이미지 처리 방법입니다.

이 컨텍스트에서 BLOB (Binary Large Object)은 로직상태가 동일한 픽셀 집합으로, 느슨하게 번역하여 바이너리-로직 데이터 물체를 나타냅니다. 인접 픽셀의 선택은 일반적으로 그레이 값을 임계값으로 지정하여 수행됩니다 그런 다음 분석을 통해 다양한 특성에 대해 결론을 도출할 수 있습니다. 잘 알려진 기능은 예를 들어 픽셀 카운터입니다.

다음을 통한 BLOB 분석:

그레이 값을 통한 임계값으로 배경에서 관심 영역 추출
다양한 속성을 통한 검색 기준 최적화
픽셀 수 (픽셀 카운터), 중심, 방향, 모양 (예: 원형도, 직각도) 및 직경과 같이 검색된 특성의 계산

BLOB 분석은 어디에 적용됩니까?

다양한 어플리케이션이 있습니다. 예를 들어, BLOB 분석은 완전성 모니터링, 존재 여부 또는 나사 감지, 물체 카운팅 및 선별에 사용될 수 있습니다.

포지션 추적

위치 추적은 이미지에서 한번 발견되는 앵커 윤곽선을 사용하여 수행됩니다. 이 윤곽선을 사용하여 검색 영역은 방향뿐 아니라 다른 모델 (예: BLOB 분석의 검색 영역)도 추적할 수 있습니다.
예를 기반으로 한 위치 추적의 그래픽 표시:

클립의 솔더 볼 (solder ball) 감지

클립 팁에 솔더 볼 3개가 모두 있는지 여부 확인 (녹색으로 표시)
솔더 볼의 윤곽은 변하지만 솔더 볼 표면은 일정하게 유지되므로 BLOB 분석이 사용됩니다. 주황색으로 표시된 검색영역은 확인되어야 하는 영역에 대한 존재 모니터링을 위하여 정의됩니다.
기준 윤곽선 (소위 앵커 윤곽선)이 정의 (분홍색으로 표시)되어 이제 클립의 위치와 방향에 따라 이러한 검색 영역을 추적할 수 있습니다. 그런 다음 클립의 왼편 곡선 윤곽선을 BLOB 분석 검색영역에 "고정"시킵니다.
예를 들어, 클립이 20도 회전하면 앵커 윤곽도 회전 상태로 발견됩니다. 그런 다음 BLOB 분석의 주황색 검색 영역이 올바른 위치와 방향으로 자동으로 추적됩니다.

CMOS 프로세서

ifm의 O2D5 제품군은 1.2 MP (1280 x 960 픽셀) CMOS 이미지 프로세서를 사용합니다.

각 픽셀에는 카메라 렌즈로부터 광선을 수집하고 증폭하는 광자가 포함되어 있습니다.
각 픽셀의 마이크로렌즈는 광자 접촉을 극대화합니다.
광자는 수광 광선의 양에 비례하여 전하를 축적합니다.
전하는 아날로그 전압 신호로 변환됩니다.
아날로그 신호는 A/D 컨버터로 전송됩니다.
이미지 프로세서는 각 디지털 신호를 평가하여 이미지로 결합됩니다.

CMOS 이미지 프로세서는 제조가 쉽고 빠르며 저렴하여 시장에서 가장 일반적으로 사용되고 있습니다.

LED 조명

각 픽셀의 대비를 극대화하려면 올바른 조명을 선택하는 것이 중요합니다. O2D 제품군에는 RGB-W (적색, 녹색, 청색, 백색) 및 적외선의 통합형 고강도 LED 광원이 제공됩니다.

이미지 센서는 컬러 센서가 아닙니다!

그러나 다른 색상의 광원을 선택하면 이미지 대조에 극적인 효과를 줄 수 있습니다. 아래 이미지는 일광 크레용과 O2D5 센서의 여러 LED로 조명된 크레용을 비교용으로 보여줍니다.

다양한 광원의 비교

조명 타입	유의사항!
일광 (참조)	사람의 눈은 정상적인 일광에서 모든 색상을 동일하게 인식합니다. 산업 검사 어플리케이션에서는 이미지 센서로 평가할 수 있도록 물체의 특징과 대비를 강조해야 합니다.
적색 광선	적색 부분이 더 밝게 나타납니다; 녹색과 청색 같은 색상은 흡수되므로 더 대조적이고 더 어두워 보입니다. 인쇄된 물체를 평가하는 데 이상적입니다 (대비 양호함).
녹색 광선	녹색 부분이 더 밝게 나타납니다. 적색과 같은 색상은 대비가 더 강합니다. 금속 물체 평가에 이상적입니다.
청색 광선	청색 부분이 더 밝게 나타납니다. 적색, 황색 및 녹색과 같은 색상이 보다 대조적으로 표시됩니다. 금속 물체 평가에 이상적입니다.
백색 광선	백색광에는 모든 색상이 포함되어 있습니다. 대비 (절대 색상이 아님)를 기준으로 색상을 구별하는 데 적합합니다.
적외선	일광 차단 필터를 사용하면 주변광과 독립적으로 비전 센서를 사용할 수 있으며 강하게 변화하는 조명 조건이나 직사광선 또한 보정할 수 있습니다. 파장 범위 또한 중요합니다. 예를 들어, 적외선 범위의 측정값은 가시광선의 변동에 노출되지 않습니다.

편광필터의 효과

반사로 인해 광택있는 물체의 날카로운 윤곽선이나 영역을 얻기가 어려울 수 있습니다. RGB-W 광원을 사용하는 O2D5 센서에는 반사 효과를 최소화하기 위해 on 또는 off 할 수 있는 편광 필터가 포함되어 있습니다.

편광 필터 없음
편광 필터