Ópticas para sistemas de visión artificial

Introducción

Las ópticas se utilizan para transmitir la luz al sensor de la cámara de una forma controlada y así obtener una imagen enfocada del objeto. El objetivo es conseguir la mejor imagen posible que nos permita realizar mediciones precisas, con un alto contraste y con la menor distorsión geométrica posible.
Para saber exactamente que óptica debe utilizarse hay que tener en cuenta una serie de parámetros tales como el tamaño del sensor, su factor de conversión, la distancia del objeto a la cámara o el campo de visión que deseamos abarcar.
Con estos datos y utilizando fórmulas matemáticas podemos calcular la óptica más apropiada para cada aplicación.

f= (b*D/B)*c

b= Tamaño del sensor

B= Anchura del objeto

f= Distancia Focal

D= Distancia de trabajo

c= Factor de conversión del tamaño del sensor

Muchos fabricantes de objetivos facilitan también programas de cálculo para determinar cuál es el objetivo idóneo para la aplicación que necesitamos.

El asesor de lentes de Cognex ayuda a seleccionar el lente correcto para cada aplicación de visión e identificación dependiendo de la información que tenga disponible sobre la aplicación.

A la práctica, la elección de la óptica correcta no es algo tan obvio y deben tenerse en cuenta también otros aspectos como la iluminación, la concordancia entre la calidad de la óptica y el sistema de visión en general, el tamaño y geometría del objeto, el espacio disponible y sobre todo las necesidades particulares de cada una de las aplicaciones.

Tipo de ópticas

En las aplicaciones de visión industrial lo habitual es que la distancia entre los objetos y la cámara siempre sea la misma y que el tamaño de los objetos en una aplicación determinada también permanezca más o menos constante. Por ello lo más habitual es utilizar ópticas de foco fijo, es decir sin opciones de zoom.

Ópticas estándar
Las ópticas estándar o entocéntricas son las más utilizadas en aplicaciones de visión artificial. Las gamas diseñadas para aplicaciones industriales suelen estar disponibles en un amplio rango de distancias focales y se caracterizan por ser robustas y resistentes a vibraciones y golpes.
Las ópticas estándares provocan que algunos factores limiten la exactitud y la repetitividad de la medición provocando:

1. Cambios de aumento debido a los movimientos del objeto.

2. Distorsión de las imágenes.

3. Errores de perspectivas.

4. Baja resolución de imágenes.

5. Incertidumbre sobre las posiciones de los bordes, debido a la geometría de la iluminación.

Las distorsiones o aberraciones son el cambio de la representación geométrica de un objeto en el plano de la imagen. Por ejemplo, un rectángulo puede aparecer como una figura geométrica curvada hacia adentro (almohadilla) o hacia fuera (barril).

Ópticas telecéntricas
Las ópticas telecéntricas únicamente permiten el paso de los rayos paralelos procedentes de la escena. Esta restricción evita la distorsión derivada de la perspectiva pero conlleva un serio inconveniente: el diámetro de la lente tiene que ser al menos tan grande como la pieza que queremos visualizar. Eso hace que este tipo de ópticas sean aproximadamente 10 veces más caras que las ópticas estándar.

Si necesita asesoramiento para cualquier aplicación de visión artificial, no dude en contactar con nosotros www.bcnvision.es o vía email a info@bcnvision.es