Tecnologia

Il centro di riferimento tecnico per l’Illuminazione per Visione Artificiale

Nove aree tecniche coprono l’intero panorama delle conoscenze relative all’Illuminazione per Visione Artificiale.
Ogni sezione è una guida specifica che include i criteri di selezione, i principi del percorso dei raggi e alcune note sull’integrazione.
Sotto queste sezioni ci sono più di quaranta pagine dedicate alle tecniche approfondite, collegate tra loro in tutto questo hub.
Ogni tecnica è associata alla famiglia di prodotti Roder Vision corrispondente e alle relative Note Applicative.
Scritto per ingegneri, integratori e reparti di produzione e acquisti.

Questa sezione è la guida tecnica di riferimento sull’illuminazione per Visione Artificiale nell’ambito dell’ispezione industriale. Poiché determina il contrasto da cui dipendono tutti gli algoritmi a valle, l’illuminazione è il fattore più determinante per l’affidabilità di un Sistema di Ispezione automatizzato. Di conseguenza, una corretta progettazione dell’illuminazione trasforma sistematicamente un’ispezione instabile in una robusta. Il centro tecnologico è quindi suddiviso in nove aree; ciascuna di esse presenta i principi fisici di base, i criteri pratici di selezione e le pagine dettagliate dedicate alle singole tecniche, con link diretti ai relativi prodotti Roder Vision e alle Note Applicative. In pratica, puoi usarlo come una mappa strutturata: parti prima dall’area che corrisponde alla tua domanda, poi segui i link approfonditi sulla tecnica specifica e infine arriva alla famiglia di prodotti progettata appositamente per quella tecnica.

Come usare questo hub di illuminazione per Visione Artificiale

Le nove aree corrispondono alle nove decisioni indipendenti che un ingegnere prende quando progetta un sistema di illuminazione per Visione Artificiale. Nello specifico, le prime quattro — geometria, diffusione, angolo di incidenza e spettro di emissione — determinano come la luce interagisce otticamente con il pezzo e quindi influenzano il contrasto dell’immagine. Al contrario, le due successive — modalità operativa e fattore di forma — determinano il comportamento elettrico dell’illuminatore e il modo in cui viene integrato meccanicamente nella stazione di ispezione. Infine, le aree rimanenti riguardano configurazioni avanzate e specializzate per compiti impegnativi, insieme ai fondamenti di acquisizione e Elaborazione delle Immagini che stanno alla base di ogni scelta di illuminazione. Tuttavia, queste aree non si escludono a vicenda, perché un vero progetto di ispezione stabilisce un valore su ciascun asse contemporaneamente; per questo motivo, i link approfonditi qui sotto ti permettono di passare da un’area all’altra.

Le nove aree tecniche dell’Illuminazione per Visione Artificiale

1. Geometria dell’illuminazione e posizionamento

Stazione di ispezione industriale per la visione industriale con quattro geometrie di Illuminatore LED: retroilluminazione, anello, barra e luce puntuale

Soprattutto, la disposizione spaziale della fonte di luce rispetto al pezzo e alla fotocamera è la prima scelta progettuale e anche la più difficile da modificare. Le geometrie di Retroilluminazione, illuminazione frontale diretta, a barra, ad anello, spot, a linea e a tunnel dirigono i riflessi verso o lontano dal Sensore in modi ben distinti, determinando se i bordi, i segni o le caratteristiche tridimensionali diventino visibili. Apri la guida “Geometria dell’illuminazione” →

2. Diffusione e qualità della luce

Schema riassuntivo delle tecniche di diffusione della luce negli illuminatori LED per la Visione Artificiale (diffusa, a cupola, a cupola piatta, SCDI)

La diffusione controlla la dispersione angolare della luce emessa. Le tecniche di diffusione, a cupola, a cupola piatta e SCDI eliminano i punti luminosi speculari e producono un’illuminazione uniforme su superfici riflettenti, curve o strutturate, dove una sorgente nuda creerebbe abbagliamento. Scegliere il giusto grado di diffusione è ciò che rende ispezionabili metalli lucidi, vetro e pellicole. Apri la guida “Diffusione della luce” →

3. Angolo di incidenza

Diagramma panoramico degli angoli di incidenza dell'illuminazione a LED (campo chiaro, campo scuro, basso angolo, coassiale) per l'ispezione nella visione artificiale

Inoltre, l’angolo con cui la luce colpisce la superficie determina quali dettagli vengono riflessi nella fotocamera. Ad esempio, la tecnica “campo chiaro” cattura il riflesso diretto su superfici piane e cooperative; la tecnica “campo scuro” e l’illuminazione a basso angolo sfiorano la superficie per rivelare graffi, incisioni e spigoli; l’illuminazione coassiale sull’asse elimina le ombre sulle parti speculari. Apri la guida “Angolo di incidenza” →

4. Spettro di emissione e Lunghezza d’Onda

Schema riassuntivo delle opzioni relative agli spettri di emissione dei LED (UV, blu, verde, rosso, bianco, IR, SWIR (Infrarosso a Onde Corte)) per gli Illuminatori LED nella Visione Artificiale

La scelta della lunghezza d’onda massimizza il contrasto sfruttando il modo in cui i materiali assorbono e riflettono i diversi colori. La luce bianca è versatile; il rosso, il verde e il blu monocromatici aumentano il contrasto sui bersagli colorati; l’infrarosso penetra e attenua le impronte superficiali; l’ultravioletto eccita la fluorescenza; il SWIR (Infrarosso a Onde Corte) e l’illuminazione multispettrale rivelano ciò che la banda visibile non riesce a cogliere. Apri la guida “Spettro di emissione” →

5. Modalità operativa e tempistiche

Diagramma panoramico delle modalità operative dell'illuminatore a LED (in continua (DC), PWM, strobo, overdrive) per la visione artificiale

Il modo in cui l’illuminatore viene alimentato elettricamente determina il suo comportamento sulle linee in movimento. La corrente continua (CC) è adatta alle stazioni fisse; il PWM garantisce una regolazione della luminosità precisa; il funzionamento a strobo e a impulsi congela il movimento in sincronia con la telecamera; l’overdrive eroga brevi impulsi ad alta potenza ben al di sopra della corrente nominale per massimizzare il segnale alle alte velocità di linea. Apri la guida alle modalità operative →

6. Configurazioni avanzate e specializzate

Schema generale delle configurazioni avanzate di illuminazione a LED per l'ispezione tramite Visione Artificiale

I compiti più complessi combinano diversi principi in configurazioni specializzate. La retroilluminazione telecentrica produce una luce trasmessa collimata per la metrologia di precisione; la luce polarizzata elimina i riflessi; la Luce Strutturata e il Stereo Fotometrico consentono di ricostruire la forma tridimensionale; le configurazioni goniometriche, multisegmentali e combinate a cupola-coassiale ricostruiscono le superfici a partire da diverse condizioni di illuminazione. Apri la guida alle configurazioni avanzate →

7. Fattore di forma e alloggiamento meccanico

Schema riassuntivo dei formati e delle configurazioni meccaniche degli Illuminatori LED per la Visione Artificiale

Infine, è la struttura fisica dell’illuminatore a determinare se resiste e si adatta all’ambiente di produzione. La forma del pannello e l’area attiva, la retroilluminazione laterale rispetto a quella diretta, il grado di protezione industriale e la Gestione Termica, tutti insieme, definiscono l’affidabilità, l’uniformità e la durata di vita, e determinano ogni integrazione meccanica da parte degli OEM. Apri la guida sui form factor →

8. Nozioni fondamentali di visione e ottica

Telecamere e sensori di immagine, ottica e telecentricità, risoluzione e Campo di Vista, contrasto ed esposizione: sono questi i fondamenti dell’imaging necessari per definire correttamente un sistema di illuminazione. Questo ambito è alla base di ogni scelta illuminotecnica, perché l’illuminatore deve essere compatibile con la telecamera e l’obiettivo che ne catturano la luce. Sezione in fase di preparazione.

9. Elaborazione delle Immagini e intelligenza artificiale

Nozioni fondamentali sull’Elaborazione delle Immagini, ispezione basata sul Deep Learning, OCR (Riconoscimento Ottico dei Caratteri) e OCV (Verifica Ottica dei Caratteri), riconoscimento di modelli e visione 3D, e le loro implicazioni per i requisiti di illuminazione. Una buona illuminazione alleggerisce il carico di lavoro di questi algoritmi; questa sezione spiega come l’acquisizione e l’elaborazione interagiscono tra loro. Sezione in fase di preparazione.

Dalla tecnica al prodotto

In breve, ogni tecnica di illuminazione per Visione Artificiale descritta in questa sezione corrisponde a una specifica famiglia di prodotti Roder Vision. Pertanto, una volta definiti la geometria, la diffusione, l’angolo, lo spettro, la modalità operativa e l’ingombro meccanico, è possibile selezionare direttamente dal catalogo l’illuminatore più adatto. Ad esempio, le seguenti famiglie coprono l’intera gamma delle tecniche sopra descritte.

Geometrie a luce trasmessa e telecentriche — Illuminatori LED
Geometrie frontali dirette, a barra, multi-barra e a linea – Illuminatori LED a Barra
Illuminazione frontale diffusa su ampia superficie — Illuminatori LED
Anello coassiale e illuminazione a basso angolo — Illuminatori LED ad anello
Illuminazione mirata e per la Lettura Codici — Illuminatori LED
Illuminazione coassiale compatta e diffusa — Illuminatori a cupola piatta a LED
Illuminazione per gallerie, a più segmenti e per applicazioni specifiche — Illuminatori LED personalizzati

Articoli tecnici correlati

Inoltre, i seguenti articoli di riferimento completano le nove aree sopra citate con approfondimenti specifici sulle singole tecniche e sui principi di funzionamento.

Per i progetti di Integrazione OEM, le celle di ispezione multistazione e le configurazioni che vanno oltre le opzioni standard disponibili sul mercato, Roder Vision offre assistenza tecnica tramite i canali di contatto dell’azienda. Per iniziare, parti dall’area tecnica che corrisponde alla tua esigenza di ispezione e segui i link alle pagine dedicate alle tecniche e alle famiglie di prodotti corrispondenti.

Contatti e informazioni

Contatto per informazioni generali : info@roder.it
Partner per l’Integrazione di Sistemi e Sensori : www.roder.it
Divisione Roder Artificial Vision : www.rodervision.com
Divisione RODER Instruments : www.innovacheck.com
Ulteriori informazioni su RODER VISIONE : chi siamo

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