Teknik Visionsgivare O2D

O2D i detalj

Konturövervakning

Konturdetektering är ett viktigt verktyg för 2D-bildbearbetning. Kanterna samt övergångarna från förgrund till bakgrund detekteras och en kontur beräknas utifrån informationen. Det speciella med konturdetektering är att den även fungerar tillförlitligt med störningar som orsakas av ströljus eftersom ströljus vanligtvis träffar hela objektet. Den relativa skillnaden mellan förgrund och bakgrund ändras men konturen kan ändå detekteras med samma säkerhet. Objektinspektion utförs sedan genom att matchar en referenskontur med det aktuella objektet.

Konturdetektering med hjälp av:

• Extrahering av objektet som ska markeras från bakgrund genom att justera belysningen
• Optimering av konturen genom borttagning av onödiga områden
• Algoritmen detekterar möjliga konturer på livebilden och skiljer mellan godkända och icke-godkända delar baserat på ett tröskelvärde (score)

Var kan konturdetektering användas:

Metoden används i huvudsak vid mönster- och formdetektering samt vid objektdetektering, vilket vanligtvis används vid stansning, fräsning, svarvning eller montering. Konturdetektering används för kvalitetsstyrning på de här områdena.

Blobanalys

Blobanalys är en viktig bildbearbetningsmetod där bildegenskaper väljs ut och analyseras med en grupp av liknande angränsande pixlar.

BLOB (binärt stort objekt) står i det här sammanhanget för ett binär-logiskt dataobjekt som ungefär kan översättas med en uppsättning pixlar med samma logiska status. Valet av angränsande pixlar sker vanligtvis genom att använda ett tröskelvärde på gråskalan. Olika slutsatser kan sedan dras om olika egenskaper utifrån analysen. En välkänd funktion är t.ex. pixelräknaren.

Blobanalys med hjälp av:

• Extrahering av intresseområdet från bakgrunden genom användning av ett tröskelvärde på gråskalan
• Optimering av sökkriterierna via olika attribut
• Beräkning av eftersökta egenskaper som t.ex. antalet pixlar (pixelräknare), tyngdpunktsarea, orientering, form (t.ex. koncentricitet, rektanguläritet) och diameter

Hur används blobanalys?

Det finns många olika applikationer. Blobanalys kan t.ex. används för fullständighetsövervakning, detektering av närvaro eller gängdetektering samt för räkning och sortering av objekt.

Positionsspårning

Positionsspårning utförs med hjälp av en förankringskontur som finns på bilden. Med hjälp av den här konturen kan sökzoner spåra andra modeller (t.ex. sökzon för blobanalys) i position samt orientering.
Grafisk representation av positionsspårning baserat på exemplet:

Detektering av lödkulor på en cylinderklämma

1. På spetsarna av en klämma måste det kontrolleras om alla tre lödkulorna finns (visas i grönt).
   Eftersom konturen för en lödkula varierar men dess area är konstant, används en blobanalys. Sökzonerna visas med orange och är definierade för närvaroövervakning i området som ska kontrolleras.
2. För spårning av dessa sökzoner beroende på klämmans position och orientering definieras en referenskontur – den så kallade förankringskonturen (visas i rosa). Konturen av klämmans vänstra rundning förankras sedan med sökzonerna för blobanalysen.
3. Om klämman nu roterar 20 grader finns förankringskonturen också kvar i roterat läge. De orange sökzonerna för blobanalysen spåras sedan automatiskt till korrekt position och orientering.

O2D5-familjen från ifm använder en CMOS-bildprocessor med 1,2 MP (1280 x 960 pixlar).

• Varje pixel innehåller en foton som samlar in och förstärker ljuset från kameralinsen.
• Mikrolinser på varje pixel maximerar fotonkontakten.
• Fotonen ackumulerar en elektrisk laddning som är proportionell mot den mängd ljus som den tar emot.
• Den elektriska laddningen omvandlas till en analog spänningssignal.
• Den analoga signalen överförs till en A/D-omvandlare.
• Bildprocessorn utvärderar varje digital signal och sätter ihop den till en bild.

CMOS-bildprocessorer är lättare, snabbare och billigare att tillverka, vilket gör dem till de mest använda på marknaden.

För att maximera kontrasten för varje pixel är det viktigt att välja rätt belysning. Produkterna i O2D-familjen levereras med integrerade LED-ljuskällor med hög intensitet i RGB-W (rött, grönt, blått, vitt) och infrarött.

Observera att bildgivaren inte är en färggivare!

Att välja en ljuskälla med en annan färg kan dock ge en dramatisk effekt på bildens kontrast. Bilden nedan visar kritor i dagsljus och, som jämförelse, belysta av O2D5-givarens olika LED-lampor.

Jämförelse av de olika ljuskällorna

Effekten av det polariserande filtret

På grund av reflektioner kan det vara svårt att få skarpa konturer eller områden på blanka föremål. O2D5-givarna med RGB-W-ljuskällor har ett polariseringsfilter som kan slås på eller av för att minimera effekten av reflektioner.

1. utan polariseringsfilter
2. med polariseringsfilter