Polarizzazione nella tua applicazione di machine vision
Gaspar van Elmbt
Questo articolo esplora i principi fondamentali della polarizzazione e come essa possa essere applicata in diverse applicazioni di machine vision.
Inoltre, pone l'accento sulla cross-polarizzazione; una tecnica avanzata che migliora la qualità dell'immagine riducendo i riflessi e rivelando dettagli nascosti. Stai attualmente lavorando su un'applicazione che coinvolge l'ispezione delle superfici, riscontri problemi di riflessi o hai bisogno di un consiglio su un'applicazione simile? Possiamo assisterti nella selezione dell'hardware di polarizzazione più adatto.
Table of contents
Che cos'è esattamente la polarizzazione nella machine vision?
La polarizzazione allinea l'orientamento delle onde luminose verso una direzione specifica. Offre ai sistemi di machine vision uno strumento unico in grado di estrarre informazioni da una scena che risultano invisibili utilizzando i metodi di imaging convenzionali. Le tecniche basate sulla polarizzazione aggiungono un nuovo livello di contrasto e dettaglio, rendendole preziose per una varietà di applicazioni industriali, scientifiche e medicali.
Le sorgenti luminose esterne, come il sole o le luci LED, emettono onde luminose con orientamenti casuali dei loro campi elettrici. Questo è noto come luce non polarizzata perché le oscillazioni avvengono in tutte le possibili direzioni perpendicolari alla direzione di propagazione. Quando la luce non polarizzata attraversa determinati materiali o filtri, può diventare polarizzata. Ad esempio, un filtro polarizzatore consente il passaggio solo delle onde luminose che oscillano su un piano specifico (allineato con l'asse di polarizzazione del filtro), bloccando invece la luce che oscilla su altri piani.
Quando la luce si riflette sulla superficie, può diventare parzialmente polarizzata. A determinati angoli, la luce riflessa è polarizzata parallelamente alla superficie. Queste proprietà della luce possono essere utilizzate nel machine vision per rendere visibili determinate caratteristiche e migliorare i risultati.
• Ispezione delle superfici: La polarizzazione evidenzia difetti superficiali, graffi e imperfezioni che potrebbero passare inosservati con un'illuminazione normale.
• Riduzione dei riflessi: La polarizzazione può mitigare i riflessi e le luci parassite provenienti da superfici lucide, migliorando la qualità dell'immagine.
Quale soluzione di polarizzazione posso utilizzare per la mia applicazione di visione artificiale?
Quando si utilizza la polarizzazione nella machine vision per eliminare i riflessi, è importante che tutte le fonti di luce esterne e l'obiettivo siano dotati di un filtro polarizzato.
Se desideri ridurre al minimo i riflessi provenienti da fonti di luce esterne, il nostro foglio di filtro polarizzatore lineare offre un'ottima soluzione. Questo foglio filtro può essere tagliato su misura e posizionato davanti alla sorgente luminosa della machine vision. Questo foglio polarizzatore viene spesso utilizzato in combinazione con bar lights.
Per l'obiettivo puoi utilizzare il filtro polarizzatore lineare, disponibile in diverse dimensioni. Ad esempio: Filtro polarizzatore | Lineare | M30.5. Il filtro può essere ruotato per modificare la direzione della polarizzazione, consentendo così regolazioni per ottenere risultati ottimali. Offriamo un ampio portafoglio di filtri polarizzatori per obiettivo, la maggior parte dei quali è attiva tra 400 e 780 nm.
Hai bisogno di aiuto per selezionare la configurazione più adatta? Continua a leggere per ulteriori informazioni oppure contattaci qui sotto.
Cross-polarizzazione per migliorare il tuo setup di machine vision
La cross-polarizzazione è una tecnica avanzata di polarizzazione che prevede l'utilizzo di una coppia di polarizzatori orientati ad angolo retto tra loro. Questa configurazione consente il passaggio solo della luce con una polarizzazione perpendicolare al secondo polarizzatore, bloccando efficacemente i riflessi e le riflessioni speculari. La cross-polarizzazione viene impiegata per:
• Riduzione dei riflessi: eliminando le riflessioni, la cross-polarizzazione aumenta il contrasto, rivelando dettagli e imperfezioni.
• Ispezione delle superfici: la tecnica mette in evidenza caratteristiche e difetti nascosti che le riflessioni speculari potrebbero occultare.
Quale soluzione di cross-polarizzazione mi serve?
Nel nostro setup di test abbiamo utilizzato filtri polarizzatori davanti a una luce machine vision esistente e all'obiettivo. Una soluzione pronta all'uso è la nostra Industrial polarized ring light bright field. La luce è fornita con due filtri polarizzatori lineari preinstallati. Non è quindi necessario trovare un modo per installare il filtro sulla luce.
Confrontando le immagini, si nota la differenza nella visibilità della scheda di riferimento e nel riflesso sulla superficie della chiave a brugola. Si noti come non vi siano dettagli visibili nell'immagine a sinistra rispetto a quella a destra, che presenta il filtro polarizzatore perpendicolare. Si noti inoltre la nitidezza della chiave a brugola.
I nostri test hanno rivelato che la ring light industriale polarizzata ha registrato una riduzione di dieci volte dell'intensità luminosa durante l'illuminazione di un oggetto riflettente. Il tempo di esposizione per l'immagine a sinistra era di 1 ms, mentre per l'immagine a destra era di 10 ms. A causa di questa perdita di intensità luminosa, abbiamo aumentato il tempo di esposizione per compensare.
Allo stesso modo, durante i test su un oggetto diffuso, la perdita di luce è risultata leggermente inferiore. In questo caso, utilizzando una luce polarizzata, abbiamo dovuto aumentare l'intensità luminosa da 6 a 10 volte rispetto a quella necessaria per ottenere la stessa intensità luminosa con una luce non polarizzata.
Telecamere Machine vision con funzionalità di polarizzazione integrate
Nel machine vision, l'imaging di polarizzazione consiste nel catturare e analizzare lo stato di polarizzazione della luce riflessa o trasmessa dagli oggetti. Questo può fornire informazioni sulle proprietà del materiale, sulle caratteristiche della superficie e altro ancora.
Le seguenti sono le principali applicazioni delle Telecamere machine vision di polarizzazione:
• Differenziazione dei materiali: materiali diversi presentano proprietà di polarizzazione distinte, consentendo la discriminazione tra sostanze dall'aspetto simile.
• Ispezione delle superfici: la polarizzazione evidenzia difetti superficiali, graffi e imperfezioni che potrebbero passare inosservati con l'illuminazione normale.
Un'introduzione su questo argomento è disponibile in uno degli altri articoli del Knowledge Center: Il whitepaper sulla Telecamera di polarizzazione spiega come funzionano i filtri di polarizzazione.
Conclusione
L'imaging di polarizzazione nel machine vision amplia le capacità dei metodi di imaging tradizionali, consentendo il rilevamento di caratteristiche e dettagli che altrimenti potrebbero rimanere nascosti. La cross-polarizzazione, in particolare, offre uno strumento potente per migliorare la qualità dell'immagine, ridurre i riflessi,
e rivelare informazioni critiche in varie applicazioni.
