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VISIONE E AUTO-ID
speciale
Novembre/Dicembre 2017
Automazione e Strumentazione
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sta della movimentazione e del
posizionamento
è una parte che va progettata appositamente e
personalizzata in base alle caratteristiche della
linea di produzione interessata e alla scelta degli
altri componenti.
L’altro elemento decisivo è
l’illuminazione
, che
spesso può condizionare l’intero processo. La fi-
nalità di una buona illuminazione è di garantire
un sufficiente contrasto tra le parti, anche perché
la maggior parte degli algoritmi di elaborazione
delle immagini si basano sulle differenze di li-
vello di grigio; contrasto quindi inteso come la
differenza dei livelli di grigio tra le parti lumino-
se e quelle più scure di un’immagine. Impostare
efficacemente l’illuminazione permette di distin-
guere anche in modo raffinato particolari dettagli
dell’oggetto, sagomature, rilievi e lavorazioni
speciali. Due elementi importanti di un sistema
di illuminazione sono la sua geometria, che può
essere anche sofisticata e far uso di pattern più o
meno complessi, e la sua struttura temporale che,
quando non è continua, ad esempio una luce stro-
boscopica, va accuratamente sincronizzata con la
movimentazione.
Le principali tecniche di illuminazione sono:
l’illuminazione direzionale, quella diffusa quel-
la coassiale e la retroilluminazione (diascopia).
Tali modalità sono indipendenti dalle proprietà
fisiche della luce impiegata che a sua volta può
essere monocromatica, a colori, polarizzata.
L’illuminazione
direzionale
è utile per mettere
in evidenza le differenze nelle superfici opache;
tipica sorgente direzionale è ovviamente il laser.
Da qualche tempo sono sempre più utilizzate
le sorgenti
Led
, spesso accompagnate da lenti
di focalizzazione. L’illuminazione
diffusa
è la
più adatta per gli oggetti riflettenti, in quanto
consente più facilmente di eliminare i riflessi su
oggetti metallici o molto lucidi. L’il-
luminazione
coassiale
è una modalità
molto utilizzata sia su superfici opa-
che per evidenziare zone chiare e zo-
ne scure, sia su superfici riflettenti per
mettere in evidenza particolari con di-
versa riflessione. Si ottiene mediante
una lampada circolare a fluorescenza
o una corona di Led poste intorno
all’obiettivo della telecamera. Infine
la
retroilluminazione
, dove l’ogget-
to viene collocato fra la telecamera e
uno sfondo luminoso che costituisce
la sorgente; questo metodo è partico-
larmente adatto per misure sui profili
di pezzi metallici e per individuare
difetti in oggetti trasparenti.
Una componente centrale del processo di
visione è naturalmente
l’ottica
, cioè in pratica
la lente, che ha la funzione di focalizzare l’im-
magine dell’oggetto sul sensore della teleca-
mera: non è difficile rendersi conto di quanto
le caratteristiche della lente incidano sulla
qualità dell’immagine da acquisire. Dalla lente
dipendono la corretta definizione del campo
di visuale, la profondità di campo, l’ingrandi-
mento e tutto ciò che contribuisce a trasformare
la ‘scena’ in un’immagine nitida sul sensore
della fotocamera. Ci sono lenti speciali per
diverse applicazioni di machine vision che con-
sentono di limitare i problemi di distorsione,
di risoluzione, di posizionamento impreciso e
di sottocampionamento; si pensi agli obiettivi
telecentrici che facilitano la cattura di immagini
ad alto contrasto con distorsione quasi nulla e
diventano particolarmente utili nelle misure di
precisione o una geometria dalla tridimensiona-
lità pronunciata; si pensi alle ottiche per visione
a 360º, alle ottiche zoom e alle numerose otti-
che per le più disparate applicazioni speciali
quali lettori di data matrix, controllo di banco-
note, scansione di documenti particolari.
Passiamo quindi alla
fotocamera o teleca-
mera
. Le moderne macchine fotografiche di
visione artificiale coprono una vasta gamma,
dai modelli generici a prezzi competitivi ai
sistemi molto sofisticati: ormai prevale la tec-
nologia digitale rispetto alle classiche teleca-
mere analogiche che consente un’alta qualità
delle immagini grazie a grande capacità di
risoluzione, ottima sensibilità, maggior velo-
cità di trasmissione dei dati ed elevato rapporto
segnale - rumore. Nei sistemi digitali un ele-
mento fondamentale è il
sensore
che in pratica è
l’interfaccia tra l’ottica e l’elettronica e presiede
Sensore CMOS