Lựa chọn nguồn ánh sáng (Light Source) cho hệ thống camera xử lý ảnh công nghiệp

Nguồn ánh sáng hay Light Source là một trong những thành phần quan trọng nhất của machine vision. Việc lựa chọn đèn chiếu sáng thích hợp cho một ứng dụng cụ thể là rất quan trọng để đảm bảo rằng machine vision thực hiện các nhiệm vụ của nó một cách nhất quán và đáng tin cậy. Nguyên nhân chính là do nếu chiếu sáng không phù hợp sẽ dẫn đến hình ảnh gửi về phần mềm không được như mong muốn. Đây là lý do tại sao việc lựa chọn các đèn chiếu sáng chất lượng có tầm quan trọng hàng đầu: Việc ánh sáng ko đảo bảo sẽ làm phần mềm phán định thiếu chính xác.

Ánh sáng trong Machine Vision là gì?

Trong machine vision, ánh sáng chủ yếu được đặc trưng bởi bước sóng của nó, thường được biểu thị bằng nm (nanomet). Về cơ bản, ánh sáng là bức xạ điện từ trong một phần nhất định của phổ điện từ: nó có thể là ánh sáng đơn sắc (có nghĩa là nó được đặc trưng bởi dải bước sóng hẹp, tức là với một màu duy nhất) hoặc trắng (nằm trên quang phổ nhìn thấy được, tức là nó chứa tất cả các màu).

Ánh sáng mắt người nhìn thấy có bước sóng trong khoảng 400-700 nm, giữa tia hồng ngoại (có bước sóng dài) và tia cực tím (có bước sóng ngắn): các ứng dụng đặc biệt có thể yêu cầu ánh sáng IR hoặc tia UV thay vì ánh sáng nhìn thấy. Về cơ bản, ánh sáng tương tác với vật liệu bằng cách:

• Phản xạ
• Hấp thụ
• Xuyên qua

Ngoài ra, khi ánh sáng truyền qua các môi trường khác nhau, nó sẽ khúc xạ, tức là nó thay đổi hướng. Lượng khúc xạ tỉ lệ nghịch với bước sóng ánh sáng, tia cực tím khúc xạ nhiều hơn tia hồng ngoại. Điều này có nghĩa là ánh sáng có bước sóng ngắn bị tán xạ dễ dàng hơn ánh sáng có bước sóng dài khi chiếu vào bề mặt nói chung, phù hợp hơn cho các ứng dụng kiểm tra bề mặt. Trên thực tế, nếu chúng ta coi bước sóng là thông số duy nhất được xem xét, thì ánh sáng xanh được khuyên dùng cho các ứng dụng như kiểm tra vết xước. trong khi các bước sóng dài hơn như ánh sáng đỏ phù hợp hơn để tăng cường độ bóng của vật liệu trong suốt.

Một số lưu ý khi lựa chọn đèn chiếu sáng cho hệ thống camera công nghiệp

• Loại nguồn sáng:
  • Hình dạng của đèn
  • Loại nguồn sáng
  • Bước sóng ánh sáng
• Đặc tính bề mặt của vật liệu được kiểm tra hoặc đo lường (ví dụ: màu sắc, độ phản xạ):
  • Hình dạng vật phẩm
  • Tốc độ di chuyển của vật thể (trên bang tải hoặc kiểm tra tĩnh)
  • Vật liệu (inox, sắt, nhôm, kính…)
  • Môi trường xung quanh
• Giá thành

7 bước cơ bản lựa chọn đèn chiếu sáng cho hệ thống xử lý ảnh công nghiệp

Làm thế nào để xác định độ chiếu sáng tốt nhất trong xử lý ảnh công nghiệp hay machine vision? Trên thực tế, để tự tin chọn đúng đèn cấp sáng cho hệ thống của mình bạn nên đánh giá một số khía cạnh như sau:

1. Mục đích của ứng dụng chiếu sáng

Đầu tiên, bạn cần xác định rõ mục tiêu của việc sử dụng hệ thống camera. Bạn cần biết rằng bạn đang cần ánh sáng để giảm nhiễu, cải thiện chất lượng hình ảnh, hay đơn giản là làm sáng hơn khu vực được giám sát.

2. Xác định loại đối tượng cần được chiếu sáng

Loại đối tượng cần được chiếu sáng cũng là một yếu tố quan trọng cần được xem xét khi lựa chọn đèn chiếu sáng. Nếu đối tượng có màu sắc sặc sỡ, bạn cần lựa chọn loại đèn chiếu sáng có khả năng tái tạo màu sắc tốt.

Nếu đối tượng có kích thước nhỏ, bạn cần lựa chọn loại đèn chiếu sáng có độ sáng cao để đảm bảo đối tượng được chiếu sáng đầy đủ.

3. Phân tích điều kiện môi trường lắp đặt

Điều kiện môi trường lắp đặt cũng ảnh hưởng khá nhiều đến việc lựa chọn đèn chiếu sáng.

Đánh giá cụ thể về môi trường làm việc của hệ thống camera. Xem xét các yếu tố như khoảng cách từ camera đến vùng cần chiếu sáng, kích thước của khu vực cần chiếu sáng, môi trường ánh sáng tự nhiên và nhân tạo hiện tại.

Nếu môi trường lắp đặt có nhiệt độ cao, bạn cần lựa chọn loại đèn chiếu sáng có khả năng chịu nhiệt tốt. Hay nếu môi trường lắp đặt có độ ẩm cao, bạn cần lựa chọn loại đèn chiếu sáng có khả năng chống thấm nước tốt.

4. Xách định độ sáng cần thiết:

Xác định mức độ sáng cần thiết để có được hình ảnh rõ nét và chất lượng tốt. Điều này cần phải cân nhắc kỹ lưỡng để tránh tạo ra ánh sáng quá chói hoặc quá tối, ảnh hưởng đến khả năng giám sát.

5. Góc chiếu sáng:

Xác định góc và hướng chiếu sáng phù hợp để đảm bảo rằng khu vực cần giám sát nhận đủ ánh sáng mà không tạo ra hiện tượng chói hoặc bóng đen không mong muốn.

6. Chọn loại đèn chiếu sáng:

Dựa vào mục tiêu và yêu cầu của bạn, bạn có thể chọn loại đèn chiếu sáng phù hợp. Có các loại đèn như đèn LED, đèn halogen, đèn phản quang, đèn hồng ngoại, và nhiều loại khác. Mỗi loại có ưu điểm và hạn chế riêng, vì vậy hãy xem xét kỹ trước khi quyết định.

7. Kiểm tra tính tương thích với camera hiện tại:

Đảm bảo rằng đèn chiếu sáng bạn chọn tương thích với hệ thống camera và có thể được điều khiển dễ dàng.

Ngoài ra, bạn cũng cần lưu ý đến các yếu tố khác như:

• Công suất đèn: Công suất đèn càng cao thì độ sáng càng lớn. Tuy nhiên, bạn cần lựa chọn công suất đèn phù hợp với nhu cầu sử dụng để tiết kiệm năng lượng.
• Nhiệt độ màu: Nhiệt độ màu của đèn ảnh hưởng đến màu sắc của hình ảnh. Bạn cần lựa chọn nhiệt độ màu phù hợp với mục đích sử dụng.
• Kích thước đèn: Kích thước đèn ảnh hưởng đến khả năng phân bố ánh sáng. Bạn cần lựa chọn kích thước đèn phù hợp với diện tích khu vực cần được chiếu sáng.
• Giá thành: Giá thành của đèn chiếu sáng dao động tùy theo chất lượng và tính năng của đèn. Bạn cần lựa chọn loại đèn có giá thành phù hợp với ngân sách.

Kết luận

Đèn cấp sáng trong xử lý ảnh công nghiệp cực kỳ quan trọng và không thể thiếu, nếu bạn chọn đúng loại đèn cho ứng dụng của mình thì hình ảnh thu được sẽ dễ xử lý hơn và thời gian hoàn thành dự án của bạn sẽ nhanh hơn.