Shape-from-Shading
Nota
Ulteriori informazioni sull’implementazione inclusi gli esempi di software sono riportati di seguito nel paragrafo Temi applicati.
Nella verifica della qualità delle superfici contano il riconoscimento di scostamenti di forma non tollerabili e di strutture definite. Per eseguire entrambe le attività in tempi brevi e con robustezza sufficiente, si raccomanda di illuminare i componenti da diverse direzioni e di acquisire ed elaborare le immagini delle ombre risultanti. Tale principio prende il nome di “Shape-from-Shading” (SfS).
Le telecamere CX.I sono dotate di quattro uscite di potenza commutabili separatamente con modulazione della larghezza degli impulsi e una potenza di uscita fino a 120 W (max 48 V / 2,5 A). In combinazione con il sequencer, queste quattro uscite consentono una semplice realizzazione di un controllo luce del quadrante per Shape-from-Shading.
Parametrizzazione delle uscite
Le quattro uscite della telecamera devono essere impostate sui quadranti corrispondenti dell’illuminazione. Al fine di prevenire errore occorre configurare le stesse impostazioni per tutti e quattro i quadranti.
Nota
Attenersi alle avvertenze generali per la messa in servizio, la massima portata e la configurazione degli output nel manuale d’uso della telecamera (Baumer_UsersGuide-VCX*_MNL.pdf).
Gli ultimi software e le documentazioni tecniche sono disponibili su: www.baumer.com/c/42957/products
Comportamento previsto della telecamera
Per Shape-from-Shading la telecamera viene commutata alla modalità trigger. Successivamente, ad ogni segnale trigger in ingresso vengono acquisite quattro immagini.
Per ogni immagine acquisita, le uscite della telecamera attivano l’illuminazione ad anello di un quadrante.
Comportamento della telecamera per Shape-from-Shading
Diagramma di tempo per Shape-from-Shading
Teoria del processo temporale della sequenza
Considerando i principi del sequencer, la parametrizzazione di quest’ultimo per Shape-from-Shading si presenta come indicato di seguito:
- Poiché l’acquisizione della prima immagine viene avviata da parte di un trigger hardware mentre le altre tre vengono rilevate automaticamente immediatamente dopo, risulta inevitabile un “Idle Set” (set per funzionamento a vuoto).
- Poiché ad ogni immagine viene assegnata un’illuminazione separata, il controllo dell’illuminazione deve essere eseguito da diversi set di sequencer:
o Il primo set di sequencer attiva l’illuminazione all’inizio del tempo di esposizione.
o Il secondo set di sequencer disattiva l’illuminazione al termine del tempo di esposizione.
Implementazione
Poiché la sequenza deve essere avviata da parte di un trigger, occorre definire un TriggerSource. In questo esempio è indicata la Line0, tramite cui entra il segnale trigger.
Uscite / Controllo illuminazione
Gli stati delle singole uscite (Lines) sono riprodotti nella telecamera in modo binario. La parametrizzazione è esadecimale.
| Line 7 | Line 6 | Line 5 | Line 4 | Valore bin | UserOutputValue (valore esa) |
tutte le Lines OFF | 0 | 0 | 0 | 0 | 0000 | 0 |
Line4 ON, le altre Lines OFF | 0 | 0 | 0 | 1 | 0001 | 1 |
Line5 ON, le altre Lines OFF | 0 | 0 | 1 | 0 | 0010 | 2 |
Line6 ON, le altre Lines OFF | 0 | 1 | 0 | 0 | 0100 | 4 |
Line7 ON, le altre Lines OFF | 1 | 0 | 0 | 0 | 1000 | 8 |
tutte le Lines ON | 1 | 1 | 1 | 1 | 1111 | F |
Set di sequencer 0
Il primo set di sequencer può essere considerato come set per funzionamento a vuoto. Qui la telecamera attende il trigger in ingresso e l’illuminazione è disattivata (UserOutput Value = 0). Il fronte in salita del segnale trigger viene utilizzato per avviare la prima esposizione e passare al secondo set di sequencer.
Set di sequencer 1
Nel secondo set di sequencer il trigger mode è disattivato. Il fronte in salita del segnale ExposureActive della prima immagine viene utilizzato per passare al set di sequencer successivo.
Set di sequencer 2
In questo set di sequencer viene attivata l’uscita Line4 e quindi l’illuminazione del quadrante A (UserOutputValue impostato su 1). Il fronte in discesa del segnale ExposureActive della prima immagine viene utilizzato per passare al set di sequencer successivo.
Set di sequencer 3
Questo set di sequencer serve per disattivare l’illuminazione del quadrante A al termine della prima esposizione.
Set di sequencer 4
In questo set di sequencer viene attivata l’uscita Line5 e quindi l’illuminazione del quadrante B (UserOutputValue impostato su 2). Il fronte in discesa del segnale ExposureActive della seconda immagine viene utilizzato per passare al set di sequencer successivo.
Set di sequencer 5
Con questo set di sequencer viene disattivata l’illuminazione del quadrante B al termine della seconda esposizione.
Set di sequencer 6
In questo set di sequencer viene attivata l’uscita Line6 e quindi l’illuminazione del quadrante C (UserOutputValue impostato su 4). Il fronte in discesa del segnale ExposureActive della terza immagine viene utilizzato per passare al set di sequencer successivo.
Set di sequencer 7
Con questo set di sequencer viene disattivata l’illuminazione del quadrante C al termine della terza esposizione.
Set di sequencer 8
Nell’ultimo set di sequencer viene attivata l’uscita Line7 e quindi l’illuminazione del quadrante D (UserOutputValue impostato su 8). Il fronte in discesa del segnale ExposureActive della quarta immagine viene utilizzato per passare al set di sequencer 0.
Risultato
Le quattro immagini acquisite dell’oggetto da verificare vengono inviate in sequenza a un computer che le unisce in una sola. Questa immagine consente la verifica della qualità della superficie e il riconoscimento di scostamenti di forma non tollerabili e di strutture definite.
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