Maio, 2023
A lente é um importante elemento do sistema de visão artificial, com impacto direto na qualidade de imagem. Além da distância focal (f), o formato, os tipos de rosca, distorção ou nitidez são características a considerar na arquitetura de uma solução de visão.
Descubra o significado de cada uma destas características, veja os exemplos práticos e ganhe o conhecimento necessário a projetar o seu próprio sistema de visão artificial!
No post anterior sobre a seleção de lentes, descreveu-se o passo mais trabalhoso, o de calcular a distância focal. Importa reforçar que para a mesma distância de trabalho (WD), se mudar de câmara pode ser obrigado a escolher outra lente para a mesma área de trabalho, ou campo de visão (FOV). Como já apresentado, é um cálculo simples baseado na relação de triângulos.
A informação comum de se encontrar inscrita numa lente é a distância focal (f), o tipo de rosca, um anel relativo à distância de focagem, outro anel relativo à abertura (FA ou F/#) e ainda pode conter uma numeração em polegadas relativa à dimensão máxima do sensor.
O formato da lente e do sensor é um aspeto crítico para a performance de um sistema de visão artificial. Uma combinação incorreta de lentes e sensores pode provocar defeitos na imagem, como imagem desfocada na periferia ou vignetting.
O formato da lente, ou melhor do sensor da câmara, é a característica que nos indica qual a dimensão máxima do sensor que podemos usar sem provocar vignetting na imagem. O efeito de vigneting é facilmente identificável numa imagem pelo escurecimento e desfocagem da imagem, principalmente nos cantos da imagem.
A explicação para o vigneting e a sua relação o formato (dimensão da diagonal) do sensor da imagem é simples e facilmente percetível pela imagem seguinte.
O formato da lente ao ser inferior ao do sensor da câmara vai impedir que determinar feixes de luz cheguem ao sensor, impossibilitando a formação de imagem nessas zonas.
O formato da lente e da câmara são definidos de acordo com a norma universalmente aceite pelos fabricantes do setor da visão artificial.
O formato é classificado segundo a norma, podemos ter dois sensores com o mesmo formato, mas as suas dimensões exatas serem diferentes. Isto é possível porque a norma define uma gama de valores admissíveis da diagonal do sensor para o mesmo formato.
Alguns dos formatos mais comuns incluem C-mount, S-mount, CS-mount e F-mount. Cada formato tem suas próprias características, como diâmetro, a distância entre a lente e o sensor e a dimensão máxima do sensor. É importante escolher o formato adequado para o tamanho do sensor utilizado e para a aplicação específica.
A maioria das câmaras usadas em aplicações industriais são do tipo C, ou C-mount. Em sensores de grande dimensão ou em câmaras lineares, são comuns outros formatos com o M42, M58, M72 ou F-mount.
Em sistemas embebidos ou sistemas extremamente compactos, o formato mais comum S-mount, também conhecido por M12 devido aos 12 mm de diâmetro do tubo roscado. Lentes FA do tipo M12 estão também associadas a sensores de menores dimensão como 1/6”, ¼”, 1/3“ ou ligeiramente superiores até ½“.
O tipo de rosca codifica o diâmetro e o passo da rosca da câmara e da lente, mas também da distância ao sensor.
Quer isto dizer que podem existir lentes com a mesma rosca e aparentemente compatíveis, mas devido à distância ao sensor ser diferente na câmara e na lente, não se consegue obter uma imagem devidamente focada.
É o caso de lentes de sistemas de visão artificial do tipo C-mount e CS-mount. Ambas têm o mesmo tipo de rosca mas são projetadas para distâncias ao sensor diferentes, ou seja, as lentes do tipo C devem ser usadas com câmaras do tipo C, assim como lentes CS-mount devam ser usadas em câmaras do tipo CS-mount.
Importa assegurar o formato da lente correto para uma boa performance do sistema de visão artificial.
Para sensores de grande dimensão, aplicam-se os mesmos princípios. Deve-se usar lentes do com o mesmo tipo de rosca da câmara, ou lentes e câmaras de diferentes tipos com os respetivos adaptadores.
A qualidade de imagem é um fator muitas vezes descurada na seleção de lentes para sistemas de visão industriais.
As lentes são componentes críticos para a performance de um sistema de visão artificial. Elas influenciam diretamente a qualidade da imagem capturada, incluindo a nitidez, o contraste e a distorção. Além disso, a escolha da lente certa pode influenciar a distância focal, o campo de visão e a profundidade de campo. É importante escolher uma lente de alta qualidade, que seja projetada para atender às necessidades da aplicação, principalmente quando se tratam de operações de metrologia a partir de imagens.
A relação entre a lente e o tamanho do pixel também é importante para a qualidade da imagem. Quanto menor o tamanho do pixel, mais crítica será a seleção de uma lente com boa qualidade de imagem da solução de visão artificial, boa nitidez.
Caso a lente seja de menor qualidade, o resultado será uma imagem com falta de nitidez, não propriamente desfocada, mas com um efeito de blur.
É importante escolher uma lente que seja adequada ao tamanho do pixel para garantir a melhor qualidade de imagem possível.
Uma lente, é um elemento crítico do sistema de visão, peça apoio técnico especializado ao seu parceiro de visão artificial para a seleção de lentes de alta qualidade para aplicações específicas.
A distorção, assim como a qualidade de imagem, são características que encarecem as lentes.
A influência da lente na qualidade de imagem é enorme!
A distorção na imagem é uma anomalia visual que pode ser causada por diversos fatores, incluindo a lente usada na câmara. A distorção pode afetar a nitidez e o equilíbrio da imagem, tornando difícil a interpretação dos dados.
A escolha correta da lente pode ajudar a garantir uma imagem clara e precisa, sem distorções indesejáveis. Consulte a ficha técnica do fabricante.
Nunca é demais recordar, as lentes podem ser projetadas para minimizar a distorção, mas é importante levar em conta a aplicação específica ao escolher uma lente. Peça apoio técnico especializado ao seu parceiro de visão artificial para a seleção de lentes adequadas a cada inspeção pro visão artificial.
A vibração e choques são elementos indesejáveis quando associados a sistemas de visão, contudo por vezes é necessário instalar soluções de visão artificial em cenários bastante distante distantes das condições ideais.
Nestes casos é fundamental a escolha de uma lente com o grau de proteção adequado à aplicação. Alguns fabricantes têm lentes aptas a operar em cenários com vibração e até à prova de água, caso de algumas séries da Kowa.
Consulte os dados completos desta lente aqui.
Há formas de conseguir obter uma imagem nítida com uma distância inferior à MOD, mas para tal, aconselhe-se primeiro com um especialista em visão artificial.
A escolha da lente é crucial para a performance do sistema de visão artificial. Lentes de alta qualidade garantem imagens claras e precisas sem distorções.
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