서론: 노이즈를 꿰뚫어 보는 능력
머신 비전 시스템은 본질적으로 컴퓨터와 로봇의 "눈"입니다. 공장에서는 이러한 디지털 카메라를 사용하여 제품을 검사하고, 로봇 팔을 안내하며, 믿을 수 없을 정도로 빠른 속도로 바코드를 읽습니다.
그러나 사람의 눈과 마찬가지로 카메라 센서도 압도될 수 있습니다. 공장 바닥에 밝은 천장 조명이 있거나, 창문으로 들어오는 햇빛이 변하거나, 반사율이 높은 금속 부품이 있는 경우 카메라는 눈부심에 쉽게 "눈이 멀" 수 있습니다. 카메라가 부품을 선명하게 볼 수 없으면 컴퓨터가 제 기능을 할 수 없습니다.
광학 필터란?
광학 필터는 카메라 렌즈 앞에 놓이는 특수 유리 또는 플라스틱 조각입니다. 로봇을 위해 설계된 매우 특정한 선글라스라고 생각할 수 있습니다.
단순히 모든 것을 어둡게 만드는 대신, 광학 필터는 특정 유형의 빛만 카메라 센서를 통과시키고 나머지는 완전히 차단하도록 설계되었습니다. 이렇게 하면 주변에서 무슨 일이 일어나든 카메라가 들여다볼 수 있는 고도로 제어된 환경이 조성됩니다.
광학 필터의 세 가지 주요 역할
대비 생성 머신 비전에서 대비는 모든 것입니다. 초록색 잎 더미에서 빨간 사과를 찾으려면 빨간색은 가능한 한 밝게, 초록색은 가능한 한 어둡게 보이도록 해야 합니다. 필터는 녹색 빛을 차단하고 빨간색 빛을 통과시켜 사과를 완벽하게 돋보이게 합니다. 이를 통해 컴퓨터 소프트웨어가 개체를 즉시 인식할 수 있습니다.
주변광 차단 공장 조명은 하루 종일 변합니다. 머신 비전 시스템이 특정 파란색 LED 조명을 사용하여 부품을 검사하도록 설정되어 있다면, 방황하는 햇빛이나 노란색 천장 조명이 이미지를 망칠 것입니다. 렌즈에 "파란색 전용" 필터를 장착하면 카메라는 햇빛과 실내 조명을 완전히 무시합니다. 카메라가 보도록 설계된 특정 파란색 빛만 볼 수 있습니다.
눈부심 제거 카메라가 유리병, 플라스틱 포장 또는 광택 처리된 금속과 같이 반짝이는 물체를 검사할 때, 조명 반사로 인해 이미지에 큰 흰색 반점이 생길 수 있습니다. 필터는 이러한 반사되는 광선을 제거하여 카메라가 눈부심을 뚫고 아래 표면을 볼 수 있도록 합니다.
일반적인 머신 비전 필터 유형
시스템을 구축할 때 엔지니어는 몇 가지 표준 용어와 필터 유형에 의존합니다.
- 대역 통과 필터(Bandpass Filters): 이 필터는 클럽의 "경비원"이라고 생각할 수 있습니다. 매우 특정한 "대역"(또는 색상)의 빛만 통과시키고 다른 모든 것은 차단합니다. 제품을 비추는 빨간색 조명이 있다면 빨간색 대역 통과 필터를 사용합니다.
- 편광 필터(Polarizing Filters): 이 필터는 눈부심을 줄여줍니다. 햇볕이 잘 드는 날에 편광 선글라스가 호수를 들여다볼 수 있도록 도와주는 것처럼, 편광 필터는 카메라가 반짝이는 플라스틱 포장 뒤에 숨겨진 라벨을 읽는 데 도움이 됩니다.
- IR/UV 필터: 때로는 카메라가 사람이 볼 수 없는 것을 봐야 할 때가 있습니다. 적외선(IR) 필터는 카메라가 열을 감지하거나 어둠 속에서 물체를 검사할 수 있도록 합니다. 자외선(UV) 필터는 카메라가 보이지 않는 형광 접착제나 보이지 않는 잉크 표시를 볼 수 있도록 도와줍니다.
결론: 더 나은 비전, 더 나은 결정
머신 비전 시스템은 수신하는 이미지만큼만 똑똑합니다. 광학 필터가 없으면 카메라는 그림자, 눈부심, 변화하는 실내 조명으로 인해 쉽게 혼란스러워합니다. 올바른 필터를 사용하면 카메라가 항상 고대비의 깨끗한 이미지를 얻을 수 있으므로 컴퓨터는 항상 빠르고 정확한 결정을 내릴 수 있습니다.
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