2014年8月3日 星期日

視覺檢測系統-光源x鏡頭擺放

逆光照相,臉會黑,不清楚,幾乎是常識了,
所以了,在做視覺檢測時,光源的擺放位置,
跟鏡頭的關系,幾乎決定取相的成敗。

所以都不能逆光來擺置光源嗎??

NO,有一些視覺檢測,就是要檢測外形,
那時候要取的就是輪廓,反而不要細節,
所以沒有一種萬用的擺設方式,
全看你的需求而定。


======以下資料取自台達DMV手冊===========================

1.暗場打光(Dark field lighting): 平滑處影像較暗 
CCD 攝影機與鏡頭配置未於同軸狀態,且彼此夾角非直角情形。利用物體表面的不平滑區散射情形而取得影像光線,而物體平滑區域會產生直角反射而造成光線未進入 CCD,因此平滑面區域影像較暗,而不平滑區域則較亮。







2. 亮場打光(Bright field lighting): 平滑處影像較亮 
CCD 攝影機與鏡頭配置於同軸狀態,且彼此夾角約為直角情形。此時物體表面的平滑區域因反射光線直接送入 CCD 中,因此平滑區域會特別明亮,而不平滑區域因散射而光線無法進入 CCD 中而較暗。所以亮場和暗場打光兩者間為明/暗影像的反轉關係,但亮場打光也需注意反射光過度明亮而造成反光問題。









3. 正面打光(Front lighting): 
較為常見的打光方式,一般以環形光或條形光方式,適用於一般物體表面影像的取得。由於環形光的安裝角度不同,因此對於陰影的表現也會產生不同的效果。另外對於較高反射性物體,搭配擴散片或採用擴散柔化系列,也有助於清楚影像的取得。









4. 側面打光(Oblique lighting): 
對於凸起的物體,於側面打光時,可產生側邊陰影。讓影像產生如 2.5D 浮起之效果。一般環形光源也提供如 0°、30°、60°、90°度等各種不同照射角度,選擇 0°、30°即可達成側面打光的需求。 所以物體執行邊緣量測時,要儘量避免側面打光的情形,以減少陰影造成邊緣位置量測的誤差。









5. 同軸打光(Coaxial lighting): 
依光源於鏡頭內部或外部而區分為內同軸及外同軸,當中利用分光鏡於物體上產生柔化的光場,可避免影像的反光或炫光。適合於高反射率之物體,如鏡面或金屬物質。










6. 背面打光(Back lighting): 
利用物體對光線的遮蔽,可清楚取得物體輪廓,但同時也失去表面的特徵。一般用來量測物體尺寸、定位或破裂檢測之需求。
















2014年7月28日 星期一

視覺檢測系統-鏡頭x視野x解析度

現在每個人都有照相手機,800萬畫素,1200畫素,
你或許會知道  長 x寬 的畫素=總畫素。

例:800萬畫素=3360 x 2460 = 8,265,600畫素

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但每個畫素代表的長x寬距離為何(um/pixel)?


這時候就是看我們設定的視野範圍多少了?

如果我們的物體大小(觀測物/區域) =10mm x 10mm
最大偏差的範圍=50mm (就是xy有機會偏移50mm以內)

最大+x=5+50=55mm
兩邊55x2=110mm

所以我們所需的視野,最小=110x110 mm


把我們CCD的畫素/視野=每個畫素的大小(um/pixel)

以80萬畫素的鏡頭為例:1024X768=80萬素
110mm /1024 pixel=  0.107 mm/pixel
110mm/ 768 pixel= 0.143mm/pixel

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還有一個就是鏡頭跟代測物的距離(工作距離),這個距離會跟我們的視野大小息息相關。
從我們手機變焦就可以知道,
當距離變遠時,相機畫素不變,視野變大,所以解析度(um/pixel)變大,變粗。

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取自台達DMV型錄










由於攝影機  & 鏡頭都是有固定的規格,所以不同能隨我們所需任意調整,
所以當我們算出我們要的  
1. 解析度(um/pixel)  2.視野大小 3.工作距離

再依廠商提供 攝影機 +鏡頭 來搭配我們所需的組件。
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廠商也知道要我們去搭配 「 攝影機 +鏡頭 」有困難,所以都提供好表格,
可以依表格來挑選。

取自 台達DMV手冊
































Dis=工作距離(distance) R表示延伸環大小(ring)




2014年7月27日 星期日

視覺檢測系統-常見的視覺系統種類

常見的視覺系統種類:










1.PC+影像擷取卡+CCD+鏡頭+光源+影像軟體:

這是最常見的種類,我遇過的視覺系統有90%以上都是這種。

優點:
可以自已調整/擴充/編寫 軟體功能,做出差異化,
PC可以整合生產資料,連線其他設備。

缺點:
需要會寫程式語言。(對電控而言,有點難)



2.一體式的視覺系統:
一體式視覺系統+CCD+鏡頭+光源
KEYENCE的

XG-8000 系列
台達的

都是一台主機就可以取代PC+影像擷取卡+影像軟體。

優點:
PLC電控人員就可以去設定。不需寫程式語言。
相對PC較穩定。

缺點:
價格貴
功能受限於主機內部的功能,擴充/修改 不易


註:以上的優缺是從PLC電控人員的角度來寫的。