Chiếu sáng cho thị giác máy: kỹ thuật, hình học và cách chọn

Phần lớn dự án kiểm tra thất bại không phải vì thuật toán. Chúng thất bại vì lỗi chưa bao giờ thực sự hiện rõ trong ảnh, và không mô hình nào tìm được thứ mà camera không chụp được. Chiếu sáng là bước quyết định điều đó, và nó diễn ra trước khi một dòng phần mềm nào được chạy.

Đây là hướng dẫn thực tế về chiếu sáng cho thị giác máy: những hình học có thể dùng, cách chọn bắt đầu từ chính lỗi thay vì từ catalogue, và những sai sót âm thầm làm giảm độ chính xác trong nhiều năm.

Vì sao chiếu sáng quyết định kết quả

Camera ghi lại độ tương phản. Một lỗi có thể phát hiện được khi nó tạo ra chênh lệch độ sáng so với bề mặt xung quanh, và vô hình khi không tạo ra. Chiếu sáng là công cụ duy nhất kiểm soát chênh lệch đó, và vì vậy nó đứng trên độ phân giải, việc chọn ống kính và kiến trúc mô hình trong thứ tự những thứ quan trọng.

Cách thấy rõ nhất là chụp cùng một chi tiết theo hai kiểu.

Không có gì trong phần mềm thay đổi giữa hai khung ảnh đó. Nếu một dự án đang vật lộn với loại oan hay bỏ sót lỗi, chiếu sáng là chỗ cần xem đầu tiên, không phải cuối cùng.

Sáu hình học đáng biết

Các phương án chiếu sáng thường được mô tả theo việc ánh sáng đến từ đâu so với chi tiết và camera. Sáu cách bố trí bao gần như toàn bộ hoạt động kiểm tra công nghiệp.

Chiếu sáng ngược đáng được nhắc riêng vì đây là hình học duy nhất biến một bài toán đo thành bài toán dễ.

Chọn ánh sáng từ lỗi, không phải từ catalogue

Câu hỏi hữu ích không phải là ánh sáng nào tốt nhất. Đó là thuộc tính vật lý nào phân biệt chi tiết lỗi với chi tiết tốt, vì chính thuộc tính đó quy định hình học chiếu sáng.

Một ví dụ cụ thể. Vết dao mảnh trên bề mặt đánh bóng là chênh lệch độ nhấp nhô, không phải chênh lệch màu, nên ánh sáng tán xạ sẽ làm nó mờ mất dù bạn tăng sáng đến đâu. Trường tối, vốn để bề mặt nhẵn tối đi và chỉ làm sáng những gì tán xạ, mới là hình học làm nó hiện ra.

Năm sai sót âm thầm làm mất độ chính xác

Điểm thứ tư đáng nói thêm, vì thời gian phơi sáng chính là nơi chiếu sáng gặp tốc độ dây chuyền.

Điều này thay đổi thế nào với kiểm tra bằng AI

Một mô hình đã học có khả năng chịu sai lệch tốt hơn công cụ dựa trên luật. Logic dựa trên luật đo một ngưỡng, nên chiếu sáng dịch đi là kết quả đo dịch theo và luật bị vỡ. Một mô hình được huấn luyện trên khoảng dao động bình thường sẽ hấp thụ được một phần điều đó, và đây là một lý do kiểm tra bằng AI xử lý được những bề mặt mà cấu hình cổ điển gặp khó.

Nhưng khả năng chịu sai lệch không thay thế được việc kiểm soát. Mỗi phần dao động mà mô hình phải hấp thụ là một phần năng lực bị dùng cho chiếu sáng thay vì cho lỗi, và nó thể hiện ra thành số ảnh huấn luyện cần nhiều hơn để đạt cùng độ chính xác. Chiếu sáng tốt làm giảm lượng học mà bạn phải bỏ tiền mua.

Hệ quả thực tế là chiếu sáng tích hợp có giá trị hơn vẻ ngoài của nó. Mọi camera Overview đều xuất xưởng với đèn nằm trong cùng một thân máy, đã căn chỉnh với cảm biến và được cố định bằng kết cấu, nên hình học chiếu sáng không thể lệch đi và không có nguồn sáng riêng nào phải đặc tả, lắp, đi dây hay làm mất. Ở những bề mặt thực sự cần chụp đa góc, OV20i xử lý bằng phương pháp quang trắc thay vì đòi hỏi một giàn đèn.

Một trình tự nghiệm thu ngắn

1. Nêu rõ thuộc tính vật lý phân biệt chi tiết tốt với chi tiết lỗi. Hình dạng, độ nhấp nhô, màu sắc hay độ nổi.
2. Chọn từ bảng trên hình học làm nổi bật thuộc tính đó nhất, và thử luôn phương án thay thế hiển nhiên song song với nó.
3. Chụp cùng những chi tiết đó dưới cả hai phương án, gồm cả các chi tiết ranh giới, rồi so sánh ảnh thay vì tranh luận lý thuyết.
4. Đặt thời gian phơi sáng theo tốc độ dây chuyền, rồi xác nhận bạn vẫn đủ sáng cho mức đó.
5. Cố định mọi thứ bằng cơ khí, rồi thu ảnh huấn luyện qua đúng cấu hình mà bạn sẽ thực sự chạy.

Khi chiếu sáng đã chốt, phần quang học còn lại theo số học chứ không theo phán đoán. Các công cụ tính quang học của chúng tôi biến kích thước chi tiết và kích thước lỗi thành một trường nhìn, một khoảng cách làm việc và một ống kính, còn hướng dẫn về camera công nghiệp bao quát các quyết định về cảm biến đi kèm. Để thấy bức tranh rộng hơn về cách những phần này hợp thành một trạm, hãy xem hướng dẫn của chúng tôi về hệ thống thị giác máy.