Tehnologija vizualnega senzorja O2D

Podrobno o O2D

Preverjanje obrisov

Zaznavanje obrisov je pomembno orodje za obdelavo 2D slik. Robovi in prehod od ospredja v ozadje se zaznajo, obris pa se izračuna iz podatkov. Posebna funkcija zaznavanja obrisov je ta, da zanesljivo deluje tudi pri interferencah, povzročenih zaradi zunanje svetlobe, saj zunanja svetloba običajno osvetljuje cel predmet. Relativna razlika med ospredjem in ozadjem se zamakne, obris pa se še vedno zazna z enako gotovostjo. Pregled predmeta se nato izvede z ujemanjem obrisa s trenutnim predmetom.

Zaznavanje obrisov s pomočjo:

• izločevanja predmeta, ki bo označen, iz ozadja s prilagajanjem osvetljave
• optimizacije obrisa z brisanjem nepotrebnih območij
• Algoritem zazna morebitne obrise na sliki v živo, ki se razlikujejo kot dobri ali slabi kosi na podlagi mejne vrednosti (rezultata)

Kje se uporablja zaznavanje obrisov:

Metoda se večinoma uporablja pri zaznavanju vzorcev in oblik ter za prepoznavanje predmetov, kot se tipično uporablja pri prebijanju, rezkanju, struženju ali sestavljanju. Zaznavanje obrisov se uporablja za zagotavljanje kakovosti na teh področjih.

Analiza blob

Analiza nejasnih obrisov je pomembna metoda obdelave slik, pri kateri se izberejo in analizirajo lastnosti slike prek skupine podobnih sosednjih slikovnih pik.

BLOB (po besedi Binary Large Object) v tem kontekstu pomeni Binary-Logic Data Object (binarni logični podatkovni predmet), ki se okvirno prevede kot komplet slikovnih pik z enakim logičnim stanjem. Izbira sosednjih slikovnih pik se na splošno izvede prek mejnih vrednosti sivine. Nato je mogoče iz analize sklepati glede različnih značilnosti. Dobro znana funkcija je npr. števec slikovnih pik.

Analiza nejasnih obrisov s pomočjo:

• izločevanja zanimivega območja iz ozadja prek določanja mejne vrednosti sivine
• Optimizacija iskalnih kriterijev prek različnih atributov
• Izračun iskanih značilnosti, kot so število slikovnih pik (števec slikovnih pik), težnostno središče območja, usmerjenost, oblika (npr. okroglost, pravokotnost) in premer

Kje se uporablja analiza nejasnih obrisov?

Na voljo je veliko različnih vrst uporabe. Na primer, analiza nejasnih obrisov se lahko uporablja za popolno spremljanje, zaznavanje prisotnosti ali zaznavanje navojev ter za obrisovanje in razvrščanje predmetov.

Sledenje položaja

Sledenje položaju se izvede s sidrnim obrisom, ki je prisoten enkrat na sliki. Z uporabo tega obrisa lahko iskalna območja sledijo drugim modelom (na primer, iskalno območje za analizo nejasnih obrisov) glede na položaj in usmeritev.
Grafični prikaz sledenja položaju na podlagi primera:

Zaznavanje spajkanih kroglic na sponki

1. Na konicah sponke je treba preveriti, ali so prisotne vse tri spajkane kroglice (prikazane zeleno).
   Ker se obrisi spajkanih kroglic razlikujejo, vendar območje spajkanih kroglic ostaja konstantno, se uporabi analiza nejasnih obrisov. Iskalno območje, prikazano v oranžni barvi, se določi za spremljanje prisotnosti nad območjem, ki bo preverjeno.
2. Za sledenje tem območjem iskanja glede na položaj in usmerjenost sponke se določi referenčni, tako imenovani sidrni obris (prikazan z rožnato). Obris leve okrogline sponke se nato »zasidra« v iskalno območje analize nejasnih obrisov.
3. Če se sponka zdaj zavrti npr. za 20 stopinj, se sidrni obris tudi prikaže v zavrtenem stanju. Oranžna iskalna območja analize nejasnih obrisov se nato samodejno sledijo do pravilnega položaja in usmerjenosti.

Skupina izdelkov O2D5 družbe ifm uporablja obdelovalnik slik CMOS z 1,2MP (1280 x 960 slikovnih pik).

• Vsaka slikovna pika vsebuje foton, ki zbira in ojača svetlobo iz leče kamere.
• Mikroleče na vsaki slikovni piki povečajo stik fotona.
• Foton zbira električni naboj sorazmerno s količino prejete svetlobe.
• Električni naboj se pretvori v analogni napetostni signal.
• Analogni signal se prenese v pretvornik A/D.
• Obdelovalnik slik oceni vsak digitalni signal in jih sestavi v sliko.

Obdelovalniki slik CMOS so preprostejši, hitrejši in cenejši za izdelavo, zaradi česar je njihova uporaba najbolj razširjena na trgu.

Za povečanje kontrasta posamezne slikovne pike je treba izbrati pravilno osvetljavo. Skupina izdelkov O2D je dobavljena z vgrajenimi visokointenzivnimi svetlobnimi viri LED v RGB-W (rdeča, zelena, modra, bela) in infrardeči.

Upoštevajte, da slikovni senzor ni barvni senzor!

Vseeno pa lahko ima izbira vira svetlobe z drugačno barvo dramatičen učinek na kontrast slike. Spodnja slika prikazuje voščenke pri dnevni svetlobi in za primerjavo osvetljene z različnimi lučkami LED senzorja O2D5.

Primerjava različnih virov svetlobe

Učinki polarizacijskega filtra

Zaradi odsevov je lahko otežen prikaz ostrih obrisov ali območij na svetlečih predmetih. Senzorji O2D5 s svetlobnimi viri RGB-W vsebujejo polarizacijski filter, ki ga je mogoče vklopiti ali izklopiti za zmanjšanje učinkov odsevov.

1. brez polarizacijskega filtra
2. s polarizacijskim filtrom