Univerza v Ljubljani Fakulteta za elektrotehniko Ljubljana Laboratorij

Univerza v Ljubljani Fakulteta za elektrotehniko Ljubljana Laboratorij za slikovne tehnologije Strojni vid Stanislav Kovačič http: //vision. fe. uni-lj. si/

Sistemi strojnega vida Viri svetlobe Prizor Slike prizora Vizualna povratna zanka Obdelava Analiza Tolmačenje

Načrtovanje sistemov • Planiranje osvetlitve (svetila, tehnike osvetlitve) • Zajem slike (optika, senzorji, vmesniki) • Obdelava/analiza (razvoj, izbira algoritmov) • Strojna oprema (računalnik, krmilja) • Mehanska konstrukcija

Načrtovanje osvetlitve Brez svetlobe / energije ni slike Nastanek slike je odvisen od geometrijskih in fotometrijskih lastnosti svetila, predmeta in senzorja

Načrtovanje osvetlitve • Geometrijske lastnosti • Namestitev svetila in senzorja glede na objekt zanimanja • Fotometrijske lastnosti • Sevanje, širjenje energije in njeni učinki

Tehnike osvetlitve • Izbira svetila • Izbira senzorja • Namestitev svetila • Namestitev senzorja Osvetlitvena sfera Svetilo Senzor Surface normal Osvetlitev spredaj Osvetlitev zadaj

Svetloba na površini Slika je rezultat • svetila • prizora • senzorja Svetlo polje Zrcalni odboj Difuzni odboj Vpadna svetloba Temno polje n Povratni difuzni odboj Absorbcija Difuzni prehod ©Copyright 2000 Illumination Technologies, Inc . Svetlo polje Prehod svetlobe Temno polje

“Temno – svetlo” polje Svetlo polje Temno polje Svetilo Senzor Normala Svetilo Normala Senzor

Osvetlitev spredaj Stranska Poševna • Stranska osvetlitev, usmerjena, temno polje, povzroča sence, odbleske izboklin, vboklin • Poševna osvetlitev, dobra za kotrolo ravnosti površin

Stranska osvetlitev primer Primer: usmerjena osvetlitev s strani Namen: merjenje razdalje med kolutoma Pomni: kamera vidi drugače kot človeško oko

Poševna osvetlitev primer Namen: odkrivanje površinskih napak ploščica napaka temno svetlo napaka

Osvetlitev zvrha • Osvetlitev zvrha, usmerjena ali difuzna, v svetlem polju, ne povzroča senc • Koaksialna osvetlitev (poseben primer) primerna za ravne, odbojne/vpojne površine (PCB) • Dober kontrast

Osvetlitev zvrha - primer • Obročasto svetilo pritrjeno na objektiv • Namen: preprečitev senc

Homogena osvetlitev Difuzna - homogena osvetlitev • ne povzroča senc • primerna za odbojne nepravilne površine

Homogena osvetlitev primer Kamera Difuzor Obročno svetilo Ploščica Filter 1 Vhod T Filter 2 Izhod

Strukturirana osvetlitev Zajemanje 3 D oblike (globine) na osnovi 2 D slik Kamera Objekt Projektor Svetlobni vzorci

Strukturirana osvetlitev Žarek

Merjenje konkavnosti plošč kamera laser plošča Majhen projekcijski kot -> velika občutljivost na spremembo višine plošče

Merjenje konkavnosti plošč • določimo področje zanimanja • sliko binariziramo • izločimo ravne črte

Strukturirana osvetlitev - primer Namen: kontrola izpraznjenosti orodja kamera Slika laser Linearni pogon kamera Globinska slika

Strukturirana osvetlitev - primer Namen: merjenje dimenzij - profila

Osvetlitev zadaj • difuzna, usmerjena, kolimirana • neprosojni predmeti • obris - silhueta • daje ostre in stabilne robove • prosojne snovi • kontrola strukture snovi Vidno polje

Osvetlitev zadaj • Namen: merjenje dimenzij

Fotometrija/Radiometrija • Radiometrija nauk o širjenju in učinkih energije • Fotometrija nauk o širjenju in učinkih svetlobne energije

Fotometrija/radiometrija Svetloba je elektromagnetno valovanje Vidna svetloba Vijolična Modra Zelena Rumena Oranžna Rdeča 380 -420 440 -490 490 -560 560 -590 590 -630 630 -760

Fotometrija/Radiometrija • Svetlobna energija, moč, svetlobni tok ? • Gostota svetlobnega toka ? • Svetilnost, svetlost, osvetljenost ? • Lumni, luxi, sveče, . . .

Fotometrija/Radiometrija • Moč svetlobe - svetlobni tok [W], [lm] 1 W = 555 nm 683 lumnov • Gostota svetlobnega toka [W/m 2], [lx =lm/m 2] • Osvetljenost [W/m 2], [lx =lm/m 2] • Svetilnost [W / sr], [cd = lm / sr] • Svetlost [W/ sr / m 2 ], [cd / m 2]

Merjenje svetlobe R=1 m 1 cd 1 lm/sr 1 lux 1 lm/m 2 A = 1 m 2

Nakaj angleških izrazov

Prostorski kot [ sr ]

Prostorski kot

Svetilo, površina, senzor Svetilo E(p) I n i d L(P, d) L - radiance, luminance E - irradiance, illuminance I - intensity

Fotometrična enačba leče • Osvetljenost slike je sorazmerna svetlosti predmeta • Osvetljenost pada s četrto potenco cosinusa vpadnega kota • Osvetljenost je odvisna od optične moči leče