Polarisering i din machine vision-applikasjon
Denne artikkelen utforsker det grunnleggende ved polarisering og hvordan den kan anvendes i ulike machine vision-applikasjoner.
I tillegg fokuserer den på krysspolarisering; en avansert teknikk som forbedrer bildekvaliteten ved å minimere gjenskinn og avsløre skjulte detaljer. Arbeider du for tiden med en applikasjon som omfatter overflateinspeksjon, opplever problemer med gjenskinn eller trenger råd om en lignende applikasjon? Vi kan hjelpe med å velge riktig polariseringsutstyr.
Hva er egentlig polarisering i machine vision?
Polarisering justerer orienteringen til lysbølger mot en bestemt retning. Den gir machine vision-systemer et unikt verktøy som kan hente ut informasjon fra en scene som er usynlig ved bruk av konvensjonelle bildebehandlingsmetoder. Polarisasjonsbaserte teknikker tilfører et nytt lag med kontrast og detaljer, noe som gjør dem uvurderlige for en rekke industrielle, vitenskapelige og medisinske applikasjoner.
Eksterne lyskilder, som solen eller LED-lys, sender ut lysbølger med tilfeldige orienteringer av sine elektriske felt. Dette er kjent som upolarisert lys fordi svingninger forekommer i alle mulige retninger vinkelrett på forplantningsretningen. Når upolarisert lys passerer gjennom bestemte materialer eller filtre, kan det bli polarisert. Et polariseringsfilter slipper for eksempel bare gjennom lysbølger som svinger i et bestemt plan (på linje med filterets polariseringsakse), samtidig som det blokkerer lys som svinger i andre plan.
Når lys reflekteres fra overflaten, kan det bli delvis polarisert. Ved bestemte vinkler er det reflekterte lyset polarisert parallelt med overflaten. Disse egenskapene ved lys kan brukes i machine vision for å gjøre detaljer synlige og forbedre resultatene.
• Overflateinspeksjon: Polarisering fremhever overflatefeil, riper og uregelmessigheter som kan gå ubemerket hen under normal belysning.
• Reduksjon av gjenskinn: Polarisering kan redusere gjenskinn og refleksjoner fra blanke overflater, og forbedrer dermed bildekvaliteten.
Hvilken polariseringsløsning kan jeg bruke for min machine vision-applikasjon?
Når du bruker polarisering i machine vision for å eliminere gjenskinn, er det viktig at alle eksterne lyskilder og objektivet har et polarisert filter.
Når du ønsker å minimere = refleksjoner fra eksterne lyskilder, tilbyr vårt lineære polariseringsfilterark en utmerket løsning. Dette filterarket kan klippes til ønsket størrelse og plasseres foran machine vision-lyskilden. Dette polariseringsfilterarket brukes ofte i kombinasjon med stanglys.
For objektivet kan du bruke det lineære polariseringsfilteret, som er tilgjengelig i en rekke størrelser. Filteret kan vris for å endre polariseringsretningen, slik at justeringer for optimale resultater kan utføres. Vi tilbyr en bred portefølje av polariseringsfiltre for objektiver, hvorav de fleste er aktive mellom 400 og 780nm.
Trenger du hjelp til å velge riktig oppsett? Les videre for mer informasjon, eller kontakt oss nedenfor.
Krysspolarisering for å forbedre ditt machine vision-oppsett
Krysspolarisering er en avansert polariseringsteknikk som innebærer bruk av et par polarisatorer orientert vinkelrett på hverandre. Denne oppstillingen lar kun lys med en polarisering vinkelrett på den andre polarisatoren passere, og blokkerer effektivt gjenskinn og speilrefleksjoner. Krysspolarisering brukes til:
• Minimere gjenskinn: Ved å eliminere refleksjoner forbedrer krysspolarisering kontrasten og synliggjør fine detaljer og feil.
• Overflateinspeksjon: Teknikken avdekker skjulte egenskaper og defekter som speilrefleksjoner kan skjule.
Hvilken krysspolariseringsløsning trenger jeg?
I testoppsettet vårt brukte vi polariseringsfiltre foran en eksisterende machine vision-belysning og objektivet. En hyllevareløsning er vår Industrielt polarisert ringlys bright field. Belysningen leveres med to lineære polariseringsfiltre forhåndsinstallert. Det er derfor ikke nødvendig å finne en måte å montere filteret på belysningen.
Når du sammenligner bildene, legg merke til forskjellen i synligheten av referansekortet og refleksjonen på overflaten av unbrakonøkkelen. Legg merke til hvordan det ikke er noen synlige detaljer i bildet til venstre, sammenlignet med bildet til høyre, som har det vinkelrette polariseringsfilteret. Legg også merke til tydeligheten til unbrakonøkkelen.
Testingen vår viste at det industrielle polariserte ringlyset hadde en tidoblet reduksjon i lysintensitet ved belysning av et reflekterende objekt. Eksponeringstid for bildet til venstre var 1 ms, mens eksponeringstid for bildet til høyre var 10 ms. På grunn av dette tapet av lysintensitet økte vi eksponeringstid for å kompensere.
Tilsvarende var lystapet litt lavere ved testing på et diffust objekt. I dette tilfellet, ved bruk av polarisert lys, måtte vi øke lysintensiteten 6–10 ganger sammenlignet med for å oppnå samme lysintensitet ved bruk av ikke-polarisert lys.
Machine vision-kameraer med innebygde polariseringsfunksjoner
Innen machine vision innebærer polariseringsbildebehandling å fange opp og analysere polarisasjonstilstanden til lys som reflekteres eller overføres av objekter. Dette kan gi innsikt i materialets egenskaper, overflatekarakteristikker og mer.
Følgende er viktige applikasjoner for polariseringsmaskinsynskameraer:
• Materialdifferensiering: Ulike materialer har distinkte polarisasjonsegenskaper, noe som muliggjør forskjellsbehandling mellom stoffer som ser like ut.
• Overflateinspeksjon: Polarisasjon fremhever overflatedefekter, riper og ujevnheter som kan gå ubemerket hen under normal belysning.
En introduksjon til dette finner du i en av våre andre artikler i kunnskapssenteret: Hvitbok om polariseringskamera forklarer hvordan polarisasjonsfiltre fungerer.
Konklusjon
Polariseringsbildebehandling i machine vision utvider mulighetene til tradisjonelle bildebehandlingsmetoder og muliggjør påvisning av egenskaper og detaljer som ellers kunne forbli skjult. Krysspolarisering gir særlig et kraftig verktøy for å forbedre bildekvaliteten, redusere gjenskinn,
og avdekke kritisk informasjon i ulike applikasjoner.