Odborné články

Jedním z odvětví strojového vidění jsou zařízení umožňující právě přesná bezkontaktní měření. K přesnému měření součástky je kromě kvalitního softwaru potřebný i precizní hardware – kamera, světla a v neposlední řadě objektiv. Právě výběr správné kamery a hlavně kvalitního objektivu mnohdy rozhoduje o přesnosti výsledného měření. Zařízení umožňující přesná měření (součástí zařízení je samozřejmě kvalitní objektiv, ideálně telecentrický) se používají v průmyslu ke kontrole průběhu výrobního procesu (např. kontinuální kontrola při výrobě) nebo ke kontrole konečného výrobku. Dále jsou tato zařízení využívána např. při přesných měřeních opotřebení nástrojů pro CNC stroje.

Telecentrické objektivy se hodí pro takové aplikace strojového vidění, které mají změřit nějaký výrobek či jeho součást. Vhodnost telecentrického objektivu pro toto praktické využití spočívá v jeho vlastnosti zobrazit snímaný předmět stále rozměrově stejně bez ohledu na to, jestli ho dáme ke kameře blíže nebo od ní dále. Toto rozdílné chování oproti běžným objektivům (a také oproti lidskému oku) umožňuje kompenzovat nepřesnosti v pozicování předmětu před optickou soustavou (například při pohybu na dopravníku) a změřit vždy reálný rozměr předmětu.

Na rozdíl od telecentrického objektivu má na nekonečno nastavené obě pupily objektivu: vstupní i výstupní. Stejně jako telecentrický objektiv se používá pro velmi přesná měření, má však oproti němu několik výhod. Bi-telecentrický objektiv se může pochlubit mnohem konstantnějším výsledným obrazem, dochází u něj k menším odchylkám velikosti snímaného objektu. Další velkou výhodou je vyšší kontrast výsledného obrazu.

Tyto výhody se při konkrétní aplikaci ve strojovém vidění projevují zejména kvalitnějším vstupním obrazem – vyšší kontrast znamená, že lze snadněji rozeznat hrany předmětů, což se projeví zejména při použití standardního osvětlovacího prvku. Konstantnější výsledný obraz pak znamená mnohem menší odchylky při měření (při opakovaném měření totožného předmětu nebude docházet k rozdílným výsledkům). Další detaily viz článek „Telecelentrický objektiv - přednosti a charakteristiky“.

Senzor (snímač, někdy též čip) je elektronické zařízení, které převádí světlo na elektrické signály. Existují dva základní typy – CCD a CMOS. V drtivé většině kamer určených pro strojové vidění se používá technologie CMOS. Dříve byly senzory CMOS oproti CCD v nevýhodě, pokud šlo o snímání rychle se pohybujících objektů nebo realistické zobrazení barev. V dnešní době jsou však tyto rozdíly již téměř smazány.

Je to vada objektivu, která způsobuje snižování jasu obrazu (v extrémních případech až k nule) směrem od středu k jeho okrajům.

Kromě problému v optické soustavě může vinětaci dále způsobovat odlišná citlivost senzoru kamery v různých směrech. Například u CCD senzorů jsou jednotlivé buňky na čipu vybaveny čočkami, dopadá na ně proto maximum světla pouze ze směru kolmého k rovině senzoru. Jakmile dopadají paprsky jen mírně šikmo, je jejich účinnost zmenšená. U běžného objektivu ovšem dopadají paprsky kolmo jen v prostředku obrazu a směrem ke krajům obrázku se jejich úhel zvětšuje. To se projeví jako postupné ztmavování obrazu směrem k okrajům. Z tohoto důvodu jsou na objektivy pro strojové vidění kladeny, co se kolmosti paprsků týká, nároky daleko vyšší než na objektivy klasických fotoaparátů.