Fundamentos de la Configuración de Imagen

Esta página explica los principios centrales y fundamentos técnicos para lograr una calidad de imagen óptima para inspección basada en IA con el sistema de cámaras OV20i.

Teoría de Adquisición de Imagen

Arquitectura del Sensor Sony IMX296

El OV20i utiliza un sensor Sony IMX296 seleccionado específicamente para aplicaciones de visión industrial.

Características del Sensor:

• Resolución: 1.6 MP optimizada para detalle de inspección y velocidad de procesamiento
• Frecuencia de fotogramas: 60 fps para líneas de producción de alta velocidad
• Tipo de Obturador: Obturador global para inmunidad al movimiento y vibración
• Calidad de Píxel: Píxeles de alta calidad para un rendimiento consistente del modelo IA

Beneficios del Obturador Global:

• Inmunidad al Movimiento - Elimina la distorsión de rolling shutter durante el movimiento de la pieza
• Resistencia a Vibraciones - Captura de imagen estable en entornos industriales
• Sincronía Consistente - Todos los píxeles expuestos simultáneamente para una imagen precisa
• Alta Velocidad Compatible - Soporta integración en líneas de producción rápidas

Teoría de Integración del Sistema de Lentes

Compatibilidad con S-Mount: El OV20i utiliza rosca de lente estándar S-mount (M12), lo que permite compatibilidad con cualquier lente S-mount. Sin embargo, las siguientes longitudes focales son comúnmente usadas y se recomiendan para aplicaciones de visión industrial.

Opciones de Longitud Focal Disponibles: La longitud focal de la lente (6 mm, 8 mm, 12 mm, 16 mm y 25 mm) puede seleccionarse en Configuración de Imagen. El OV20i se entrega de fábrica con una lente de 12 mm. La configuración de imagen incluye estas opciones de longitud focal específicas porque el software tiene algoritmos de corrección de distorsión de lente integrados que eliminan el efecto ojo de pez de cada lente, haciendo la imagen geométricamente más precisa y cuadrada.

Longitudes Focal Comunes para S-Mount:

• 6 mm - Amplio campo de visión, distancias de trabajo cercanas, piezas grandes
• 8 mm - Campo de visión equilibrado con distancia de trabajo moderada
• 12 mm - Lente estándar, equilibrio óptimo para la mayoría de aplicaciones (predeterminado de fábrica)
• 16 mm - Campo de visión más estrecho, distancias de trabajo más largas, piezas más pequeñas
• 25 mm - Teleobjetivo, distancia de trabajo máxima, inspección de detalle preciso

Flexibilidad de Lentes S-Mount:

• Compatibilidad Universal - Cualquier lente S-mount puede montarse físicamente
• Opciones Recomendadas - Las longitudes focales listadas están optimizadas para tareas típicas de visión industrial
• Aplicaciones Personalizadas - Otras longitudes focales S-mount disponibles para requisitos especializados
• Cambio Fácil - El paso de rosca estándar permite cambios rápidos de lente

Consideraciones Ópticas:

• Distancia de Trabajo - Relación entre la longitud focal y la altura de montaje
• Campo de Visión - Proporción de aspecto 4:3, multiplicar el ancho por 0.75 para el cálculo de la altura
• Profundidad de Campo - Rango de enfoque aceptable para inspección consistente de piezas
• Enfoque Motorizado - Ajuste de enfoque de precisión para nitidez óptima

Principios de Diseño del Sistema de Iluminación

Arquitectura de LED PWM programables de 8 LEDs

Especificaciones del Sistema de LED:

• Conteo de LEDs: 8 LEDs blancos programables
• Método de Control: PWM (Modulación por Ancho de Pulso) para control preciso de la intensidad
• Salida Espectral: LED blanco para iluminación de color neutro
• Gestión de Potencia: Optimización integrada de calor y eficiencia energética

Beneficios del Control PWM:

• Intensidad Precisa - Control exacto de brillo para iluminación consistente
• Repetibilidad - El control digital garantiza iluminación coherente entre capturas
• Eficiencia Energética - PWM reduce la generación de calor y el consumo de energía
• Listo para Integración - Coordinado con la exposición de la cámara para una sincronización óptima

Estrategia de Iluminación para la Inspección con IA

Fundamentos de Iluminación:

• Aumento de Contraste - Una iluminación adecuada aumenta la visibilidad de las características para modelos de IA
• Reducción de Sombras - Una iluminación uniforme reduce la detección de bordes falsa
• Revelación de la Textura de la Superficie - El ángulo y la intensidad adecuados revelan defectos
• Requisitos de Consistencia - Una iluminación estable garantiza un rendimiento fiable del modelo de IA

Principios de Configuración de Iluminación:

• Iluminación Directa - Alto contraste para la detección de bordes y la inspección dimensional
• Iluminación Difusa - Reducción de deslumbramiento para la inspección del acabado de la superficie
• Optimización del Ángulo - Selección del ángulo de iluminación basada en el tipo de defecto y la superficie
• Equilibrio de Intensidad - Iluminación de campo uniforme sin sobreexposición

Teoría de Optimización de la Configuración de la Cámara

Fundamentos del Control de Exposición

Gestión del Tiempo de Exposición:
El tiempo máximo de exposición ahora es de 500 ms, frente a 150 ms previamente, con posibles ampliaciones hasta 1 segundo en versiones más nuevas.

Configuración de Exposición:

• Exposición Automática - La cámara se ajusta automáticamente según la iluminación de la escena
• Exposición Manual - Tiempo de exposición fijo para condiciones de iluminación consistentes
• Rango de Exposición - Hasta 1 segundo como máximo para aplicaciones con poca luz
• Consideraciones de Movimiento - Exposiciones más cortas evitan el desenfoque por movimiento en entornos dinámicos

Estrategia de Optimización de Exposición:

• Coordinación de Iluminación - Equilibrar el tiempo de exposición con la intensidad de LED
• Gestión de Ruido - Reducción óptima de ruido
• Rango Dinámico - Aprovechar el rango dinámico completo del sensor
• Consistencia - Exposición fija para garantizar características de imagen repetibles

Enfoque y Optimización Óptica

Métodos de Control de Enfoque:

• Enfoque Motorizado - Ajuste preciso automático del enfoque

• Enfoque Manual - Configuración de enfoque fija para distancias de trabajo consistentes

• Validación de Enfoque - Evaluación de nitidez para una calidad de imagen óptima

• Profundidad de Campo - Gestión del rango de enfoque para tolerancia de variación de piezas

  

Modo de Corrección de Distorsión de Lentes: Mejore la precisión de la imagen corrigiendo la distorsión de la lente durante el proceso de Configuración de Imagen. Todas las lentes presentan cierto grado de distorsión, y la distorsión es más evidente cuanto más corta sea la longitud focal de la lente. La corrección de la distorsión de la lente puede mejorar la precisión del alineamiento y la predicción del modelo, asegurando que las piezas sean dimensionalmente precisas sin importar dónde se encuentren en el marco.

Beneficios de la Corrección de Distorsión:

• Precisión Dimensional - Precisión constante en todo el campo de visión

• Mejora del Alineamiento - Mayor precisión en la coincidencia de plantillas

• Rendimiento del Modelo de IA - Mejor consistencia de características para entrenamiento e inferencia

• Calidad de Bordes - Reducción de distorsión geométrica mejora la detección de bordes

  

Calidad de Imagen para Modelos de AI

Resolución y Utilización de Píxeles

Optimización de Resolución:

• 1.6 MP Effective - Equilibrado entre la captura de detalle y la velocidad de procesamiento
• Pixel-to-Real-World Scaling - Mediciones dimensionales precisas
• ROI Optimization - Maximizar la utilización de la resolución dentro de las áreas de inspección
• Processing Efficiency - Resolución compatible con los requisitos del modelo AI

Métricas de Calidad de Imagen:

• Sharpness - Nitidez de los bordes crucial para la detección de características
• Contrast - Rango dinámico suficiente para la discriminación por el modelo AI
• Noise Level - Imágenes limpias mejoran la confiabilidad del modelo AI
• Consistency - Características de imagen repetibles a lo largo de la producción

Requisitos de Consistencia para AI

Factores de estabilidad del modelo AI:

• Lighting Repeatability - Iluminación consistente para un rendimiento confiable del modelo AI
• Focus Consistency - Enfoque estable a lo largo de las corridas de producción
• Exposure Stability - Configuración de exposición fija para una detección de características consistente
• Color Balance - Representación de color neutral para un análisis preciso

Estandarización de Imágenes:

• Reference Standards - Condiciones de imagen consistentes para entrenamiento e inferencia
• Calibration Procedures - Validación regular del rendimiento del sistema de visión
• Environmental Compensation - Ajuste ante cambios en las condiciones de producción
• Quality Validation - Evaluación de la calidad de imagen antes del procesamiento de AI

Consideraciones del Entorno Industrial

Adaptación Ambiental

Entorno de Operación:

• Temperature Range - Operación estable ante variaciones de temperatura en entornos industriales
• Thermal Management - Disipación de calor para un rendimiento constante
• Vibration Resistance - Estabilidad mecánica en entornos de producción
• Contamination Protection - Clasificación IP54 para resistencia al polvo y a la humedad

Montaje e Instalación:

• Mechanical Stability - Montaje seguro para una geometría de imagen consistente
• Thermal Considerations - Puntos de montaje frontal para entornos de alta temperatura
• Accessibility - Acceso de mantenimiento para limpieza y ajuste
• Integration - Compatibilidad con equipos de producción existentes

Teoría de Integración de la Producción

Requisitos de Integración del Sistema:

• Timing Synchronization - Coordinar la adquisición de imágenes con la velocidad de la línea de producción
• Environmental Lighting - Tener en cuenta variaciones de iluminación ambiental
• Maintenance Planning - Procedimientos periódicos de limpieza y calibración
• Long-term Stability - Rendimiento consistente durante operaciones prolongadas

Optimización del Rendimiento:

• Line Speed Compatibility - Velocidad de imagen alineada a los requisitos de producción
• Quality Consistency - Mantener la calidad de imagen a lo largo de las corridas de producción
• Predictive Maintenance - Monitorear tendencias de rendimiento del sistema de visión
• Calibration Schedules - Validación regular de sistemas ópticos y de iluminación

Mejores Prácticas de Configuración

Flujo de Configuración de Imagen

Secuencia de Configuración:

1. Selección de Lentes - Elija la longitud focal adecuada para la aplicación
2. Optimización de Enfoque - Logre la nitidez óptima para las características de la pieza
3. Configuración de Iluminación - Establezca la intensidad y la uniformidad de los LED
4. Configuración de Exposición - Equilibre el tiempo de exposición con la iluminación para una calidad de imagen óptima
5. Corrección de Distorsión - Habilite si la precisión dimensional es crítica

Validación de Rendimiento

Evaluación de la Calidad de la Imagen:

• Validación de Enfoque - Verificar la nitidez de los bordes en todo el campo de visión
• Uniformidad de la Iluminación - Verificar la distribución uniforme de la iluminación
• Optimización de la Exposición - Validar el uso adecuado del rango dinámico
• Pruebas de Consistencia - Verificar el rendimiento de la imagen reproducible

🔗 Véase También

• [Plantilla de Imagen y Teoría de Alineación](Template%20 Image%20%26%20Alignment%20Theory%2021524ca12582803ebd66e266fc70c349.md)
• Guía de Configuración de Imágenes
• Qué es el sistema OV20i
• Crear su Primera Receta