Görüntü İşleme ve Kamera Sistemleri

Nerede işe yarıyor

Görüntü işleme, insan gözünün yaptığı ama yorulduğu işleri devralır: her parçaya bakmak, her seferinde aynı ölçütle bakmak ve baktığının kaydını bırakmak. Bir operatör vardiya sonunda aynı çiziği daha zor görür; kamera görmez ya da hep görür — ikisi de yönetilebilir bir durumdur.

Sık kurduğumuz istasyon tipleri:

• Varlık/yokluk ve montaj doğrulama. Conta takıldı mı, klips yerine oturdu mu, kablo doğru soketten mi çıkıyor. Ucuz kontrol, pahalı hatayı engeller.
• Ölçümleme (metrology). Boyut, delik konumu, açı, çap. Kumpasla örnekleme yapılan bir kontrolün %100 denetime dönüşmesi.
• Yüzey kusuru tespiti. Çizik, ezik, çapak, gözenek, boya kusuru — yani tarifi zor, gösterilmesi kolay kusurlar.
• OCR/OCV ve barkod. Lot ve son kullanma tarihinin basıldığını ve okunabilir olduğunu doğrulamak; DataMatrix ile parça izlenebilirliği.
• Robot yönlendirme. Parçanın nerede olduğunu robota söylemek; sabit fikstür yerine kamera ile konumlandırma.

Aydınlatma önce gelir

Bir makine görüşü projesinin kaderi ilk gün, aydınlatma seçilirken belirlenir. Kötü aydınlatmayı hiçbir algoritma kurtarmaz — kontrast görüntüde yoksa yazılım onu icat edemez. Bu yüzden geometriyi ışıkla çözmeye çalışırız:

• Arkadan aydınlatma (backlight) siluet üretir: dış ölçü, delik ve varlık kontrolü için en kararlı yöntem, çünkü parçanın rengi ve yüzeyi sonuca karışmaz.
• Kubbe (dome) aydınlatma parlak ve eğri yüzeylerde yansımayı dağıtır; baskı ve etiket okumada tercih edilir.
• Karanlık alan (dark field) ışığı yandan verir: düz yüzeydeki çizik ve çapak parlar, zemin karanlık kalır.
• Aydınlık alan (bright field) düz ve mat yüzeylerde genel amaçlı çözümdür.
• Kızılötesi (IR) ortam ışığının değişkenliğini ve bazı boya/mürekkep katmanlarını ayıklamak için kullanılır.
• Polarizasyon filtresi ışık kaynağı ve lens tarafında çapraz kurulduğunda parlamayı neredeyse tümüyle keser.

Sahnenin ortam ışığından yalıtılması da tasarımın parçası: muhafazası olmayan bir istasyon, yandaki pencereye vuran güneşle birlikte öğleden sonra farklı karar verir.

Optik, çözünürlük ve tetikleme

Lens seçimi çalışma mesafesi ve görüş alanıyla birlikte hesaplanır. Ölçüm işlerinde perspektif hatasını ortadan kaldırdığı için telesentrik lens kullanılır; standart lenste parça kameraya yaklaşınca büyük görünür ve ölçüm kayar.

Ardından çözünürlük bütçesi çıkar: tespit edilecek en küçük ayrıntının kaç piksele düşeceği. Pratik kural, bir kusuru güvenilir görmek için o kusuru en az 3–5 piksele oturtmaktır. 100 mm genişlikte 5 megapiksel kamerayla yaklaşık 0,04 mm/piksel elde edilir; 0,05 mm’lik bir çiziği aramak bu bütçeyle sınırdadır ve büyütme ya da ikinci kamera gerekir. Bu hesap sipariş öncesinde yapılır — donanım geldikten sonra düzeltilecek bir şey değil.

Tetikleme kontrol tarafının işi. Görüntü, parça doğru konumdayken alınmalı: fotosel veya PLC sinyali ile tetikleme, hareketli hatlarda enkoder ile senkronizasyon, satır kameralarda enkoder darbesiyle satır satır tarama. Karar sinyali de aynı disiplinle geri döner: hangi parça reddedildiyse ayırma mekanizmasına o parçanın kaydırma registerındaki konumu bildirilir. Bu bağ yanlış kurulduğunda sistem doğru kusuru bulur, yanlış parçayı atar.

Dikkat ettiğimiz noktalar

Referans numune seti olmadan proje başlatmıyoruz. Kusuru görmeden aydınlatma seçmek, sonucu görmeden imza atmaktır.

Eşikler ölçülerek belirlenir. Numune seti üzerinde yanlış ret ve kaçan kusur oranları sayılır, karar bu tabloya bakılarak verilir. “Hassasiyeti biraz artır” bir mühendislik kararı değil.

Bakım günü ilk günden planlanır. Lens tozlanır, aydınlatma yaşlanır, fikstür kayar. Kalibrasyon numunesiyle günlük ya da vardiya başı doğrulama, sessizce kötüleşen bir istasyonu erken yakalar.

Ret kaydı tutulur. Reddedilen parçanın görüntüsü ve sebebi saklanmazsa, sabah gelen “bu makine boşuna atıyor” şikâyeti tartışılamaz.

Diğer çözüm alanlarıyla ilişkisi

Denetim istasyonu tek başına ayakta durmaz: parçanın ne zaman geldiğini, kararın ne yapıldığını ve reddin nasıl kaydedildiğini kontrol katmanı yönetir. Bu yüzden görüntü işleme işlerini genelde endüstriyel otomasyon tarafıyla birlikte kuruyoruz. Kameranın robotu yönlendirdiği uygulamalarda kalibrasyon ve koordinat dönüşümü robotik sistemler kapsamına giriyor; kusur oranlarının zaman içindeki eğilimi ise veri toplama ve analiz ile anlam kazanıyor — tek parçanın kararı kalite kontrol, kararların dağılımı proses bilgisidir.