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QUADRA   s.r.l.

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L'ILLUMINAZIONE


La selezione e l'applicazione della sorgente luminosa è importante in qualunque applicazione, specialmente per il processo di immagini a colori. L'immagine elaborata dal sistema di visione, è il risultato della radiazione luminosa raccolta dal sensore CCD della telecamera.

Un oggetto che non emette luce propria, appare di un certo colore perchè riflette quelle determinate radiazioni luminose. Risulta ovvio che tali radiazioni devono essere presenti nell'emissione della lampada per essere riflesse. Con una buona illuminazione (resa cromatica) devono essere presenti tutte le lunghezze d'onda visibili.
Anche la temperatura colore (misurata in gradi kelvin - °K) della sorgente utilizzata è molto importante. Bassi valori della temperatura colore corrispondono a tonalità calde e, viceversa, alti valori corrispondono a tonalità fredde. La luce diurna supera i 5000 °K.

Dalle esigenze di illuminazione e dalle caratteristiche tipiche di ogni dispositivo, si basa la scelta della sorgente luminosa .
Le lampade alogene hanno accensione immediata, hanno un'ottima resa dei colori, una efficienza luminosa superiore alle normali lampade a incandescenza, una vita doppia, possono essere regolate in intensità ma hanno un costo decisamente più elevato ed una maggiore temperatura di funzionamento. Solitamente, il dispositivo illuminante è collegato all'alimentatore della lampada alogena con delle fibre ottiche il cui costo è proporzionale alla lunghezza ma la cui flessibilità consente l'accesso in zone difficilmente raggiungibili.
Le lampade fluorescenti compatte hanno alta efficienza luminosa, dimensioni ridotte e la durata può arrivare alle 10.000 ore. Poichè la durata risente dal numero di accensioni, sono particolarmente adatte dove la lampada rimane accesa più a lungo. Alimentatori elettronici ausiliari, consentono funzionamenti in alta frequenza tali da ridurre drasticamente l'effetto tipico della 50Hz.
Le lampade a scarica nei gas creano un effetto stroboscopico per cui oggetti in rapido movimento, possono apparire fermi. Sempre con effetto stroboscopico, alcuni illuminatori sfruttano circuiti e componenti elettronici per fornire lampi di luce estremamente corti anche se di potenza limitata: in questo caso sono utilizzate matrici di LED il cui spettro può essere nel visibile (rosso, giallo e bianco) o nell'invisibile (infrarosso).





Generalmente, per l'ispezione di oggetti o confezioni di media grandezza, è sufficiente un'illuminazione laterale mediante l'utilizzo di tubi fluorescenti alimentati in alta frequenza.

Illuminazione laterale

Quando la luce dell'ambiente circostante può interferire con sensibili variazioni sul campo inquadrato (es. la luce diretta solare) oppure quando è necessario discriminare tonalità cromatiche molto vicine tra loro, si scherma opportunamente la telecamera e l'illuminatore all'interno di una protezione con circolazione di aria forzata.

Protezione telecamera



Quando invece la natura degli oggetti, i particolari da analizzare o gli spazi a disposizione sono critici, si ricorre a dispositivi a lampada alogena o elettronici a LED :

Fibra ottica per controluce

Illuminazione diffusa

Fibra ottica

illuminatori per ripresa
in controluce

illuminatori a luce
estremamente diffusa

fibre ottiche per illuminazione
focalizzata



Illuminatori Cognex

illuminatori a LED dedicati
per sistema In-Sight








I FILTRI


Una delle problematiche ricorrenti nelle applicazioni, è il miglioramento della qualità dell'immagine: non è escluso infatti, che l'immagine acquisita presenti ciò che in termine tecnico viene definito "rumore" o "disturbo" la cui influenza può comportare indeterminatezza nell'analisi dei parametri dell'oggetto campione.
L'uso appropriato dei filtri (hardware e software), aiuta alla riduzione se non alla eliminazione completa del rumore.

Il filtro hardware (polarizzatore) è posto sull'obiettivo della telecamera e davanti alla sorgente luminosa quando è necessario eliminare riflessi sul particolare da ispezionare o nel campo ad esso circostante.
Il filtro software di tipo spaziale (Gaussiano, Sobel) o di tipo morfologico (Sottrazione, Rotazione, Smoothing, Dilatazione, Erosione, ecc.) viene abilitato in funzione del disturbo da eliminare.


L'esempio seguente mostra come una corretta illuminazione abbinata ad un appropriato filtro, consentano la lettura di dati stampati su un supporto in alluminio.


Senza filtro

Con filtro

prima

dopo



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