Warum optische Filter in der industriellen Bildverarbeitung einsetzen?
Bei der Entwicklung einer Machine-Vision-Anwendung wird viel Wert auf die Auswahl der Kamera, des Objektivs und der Bildverarbeitungssoftware gelegt. Eine zuverlässige Inspektion beginnt jedoch mit einem guten Kamerabild. Umgebungslicht, Reflexionen und unerwünschte Wellenlängen können die Erkennung relevanter Objektmerkmale erschweren. Mit einem optischen Filter lässt sich der Bildkontrast verbessern, bevor das Bild von der Software verarbeitet wird. Welcher Filter für Ihre Anwendung geeignet ist, erfahren Sie in unserer technischen Auswahlhilfe für optische Filter.
Die folgenden drei Anwendungsbeispiele zeigen, wie optische Filter bei industriellen Inspektionsaufgaben eingesetzt werden.
Oberflächensauberkeit mit UV-Fluoreszenz prüfen
Bei der Prüfung der Oberflächensauberkeit müssen kleine Verunreinigungen wie Staubpartikel und andere Rückstände erkannt werden. Unter normaler Beleuchtung sind diese häufig nur schwer vom Untergrund zu unterscheiden.
Bestimmte Verunreinigungen fluoreszieren bei Bestrahlung mit UV-Licht. Sie absorbieren das UV-Licht und emittieren Licht mit längeren Wellenlängen, häufig im sichtbaren Spektrum.
Mit einem geeigneten Longpass-Filter lassen sich reflektiertes UV-Licht und unerwünschtes Streulicht unterdrücken, während das Fluoreszenzlicht der Verunreinigungen die Kamera erreicht. Dadurch verbessert sich der Kontrast und fluoreszierende Verunreinigungen können auf der Oberfläche erkannt und hinsichtlich ihrer Verteilung untersucht werden.
Nicht jede Verunreinigung fluoresziert. Deshalb sollte die Methode mit den tatsächlich auftretenden Verunreinigungen und dem jeweiligen Oberflächenmaterial getestet werden.
Robotergestütztes Greifen bei wechselndem Umgebungslicht
Bei Robot-Picking-Anwendungen muss das Bildverarbeitungssystem Produkte zuverlässig erkennen und ihre Position bestimmen. In Produktionsumgebungen können einfallendes Tageslicht und die Beleuchtung benachbarter Maschinen das Kamerabild beeinflussen.
Werden die Produkte mit LED-Licht einer bestimmten Wellenlänge beleuchtet und ein darauf abgestimmter Bandpassfilter am Objektiv montiert, lässt sich ein großer Teil des Umgebungslichts unterdrücken.
Dadurch wird der Bildkontrast weniger von wechselnden Lichtverhältnissen beeinflusst. Dies kann die Zuverlässigkeit der Produktsegmentierung und der Bestimmung der Greifposition verbessern.
Bei bewegten Produkten sind häufig kurze Belichtungszeiten erforderlich, um Bewegungsunschärfe zu vermeiden. Deshalb müssen Bandbreite und Transmission des Filters zur verwendeten LED-Beleuchtung passen, damit ausreichend Licht die Kamera erreicht. In unserem Sortiment finden Sie Bandpassfilter für die industrielle Bildverarbeitung für unterschiedliche Beleuchtungswellenlängen.
Data-Matrix-Codes und Barcodes durch transparente Folie lesen
Beim Lesen von Data-Matrix-Codes (DMC) und Barcodes durch transparente Verpackungsfolie können Reflexionen der Beleuchtung Teile des Codes überbelichten. Dadurch nimmt der Kontrast ab und der Code lässt sich schlechter lesen.
Eine mögliche Lösung ist die Kreuzpolarisation. Dabei wird eine Polarisationsfolie vor der Beleuchtung angebracht und ein zweiter Polarisationsfilter am Kameraobjektiv montiert.
Durch die passende Ausrichtung der Polarisationsrichtungen lassen sich spiegelnde Reflexionen auf der Folie deutlich reduzieren. Der Code wird besser sichtbar, wodurch sich die Leserate verbessern kann.
Nicht jede transparente Folie reagiert gleich auf polarisiertes Licht. Manche Kunststofffolien verändern den Polarisationszustand und können dadurch die Wirksamkeit der Kreuzpolarisation verringern. Testen Sie die Anordnung deshalb mit dem tatsächlichen Verpackungsmaterial und geeigneten Polarisationsfiltern für Industriekameras.
Das Kamerabild vor der Bildverarbeitung optimieren
In der industriellen Bildverarbeitung ist es häufig einfacher, ein Bildproblem optisch zu lösen, als es später mit zusätzlichen Bildverarbeitungsalgorithmen auszugleichen.
Ein passend ausgewählter Filter kann unerwünschtes Licht unterdrücken und relevante Objektmerkmale deutlicher sichtbar machen. Dadurch werden Segmentierung, Positionsbestimmung und Codelesung weniger von softwareseitigen Korrekturen abhängig.
Ein optischer Filter ersetzt jedoch keine richtig ausgelegte Beleuchtung. Beleuchtungsgeometrie, Materialeigenschaften und die spektrale Empfindlichkeit der Kamera bleiben entscheidend für das Ergebnis.
Welcher optische Filter passt zu Ihrer Anwendung?
Ob Shortpass-, Longpass-, Bandpass- oder Polarisationsfilter geeignet sind, hängt davon ab, welche Lichtanteile durchgelassen oder unterdrückt werden sollen. In unserer Auswahlhilfe für optische Filter erklären wir die technischen Unterschiede anhand von Praxisbeispielen. Dort können Sie auch die passende Filtergewindegröße für Ihr Objektiv auswählen.
Wenn Sie bereits wissen, welchen Filter Sie benötigen, finden Sie die verfügbaren Ausführungen in unserem Sortiment optischer Filter.
Bei Machine Vision Shop unterstützen wir Ingenieure bei der Auswahl und Erprobung optischer Komponenten für industrielle Bildverarbeitungsanwendungen.
