كاميرات موشور في رؤية الماكينة

نظرة عامة على مبادئ الكاميرا المنشور

تستفيد كاميرات المنشور من تقنية تقسيم الضوء القائمة على المنشور لتوزيع ضوء الحوادث في قنوات مختلفة. يمكن لصورة كل قناة تحقيق دقة محاذاة على مستوى البكسل أثناء الحركة أو من زوايا قياس مختلفة. في الكاميرات القائمة على المنشور ، تتكون كتلة المنشور من طلاءات ثنائية النواة الصلبة ، والتي تعمل بشكل أساسي كمرشحات للتداخل. هذه الفلاتر هي المسؤولة عن الفصل الأولي للضوء الحادث.

أنواع المناشير

1. مناشير عاكسة تعمل على أساس قوانين الانعكاس والانكسار. عندما يعكس الضوء في نفس الوسط ، فإن زاوية الانعكاس تساوي زاوية السقوط. عندما يدخل الضوء إلى وسط آخر عموديًا ، فإنه لا ينكسر. باستخدام منشور عاكس واحد يمكن أن يقلل من كمية الضوء المرتجع الذي تتلقاه الأداة. في التطبيقات العملية ، يتم استخدام مناشير عاكسة متعددة لقياسات المسافات الطويلة.

2. إن انحراف المناشير التي تحرف مسار الضوء أو تحول الصورة من محورها الأصلي هي مفيدة في العديد من أنظمة التصوير. ينحرف الضوء عادة بزوايا 45 ° ، و 60 ° ، و 60 ° هذا يساعد في ضبط حجم النظام أو مسار الضوء دون التأثير على بقية إعداد النظام. مناشير دوارة ، مثل مناشير الحمامة ، تستخدم لتدوير الصور المقلوبة. مناشير التحول الحفاظ على اتجاه مسار الضوء في حين ضبط علاقتها إلى وضعها الطبيعي.

3. تشمل المتغيرات الشائعة في مناشير الاستقطاب مستقطب Glan-Foucault ، مصنوع من منشورين كالسيت متطابقين مقطعين بحواف موازية للمحور البصري ومثبت بفجوة هوائية صغيرة. هذا المنشور شفاف فوق مدى طول موجي من حوالي ، نانومتر في الطيف فوق البنفسجي إلى أكثر من ، نانومتر في الأشعة تحت الحمراء. هذا النطاق الواسع لنقل الطول الموجي يجعل المنشور Glan-Foucault مفيدًا في مختلف الأدوات. مثل منشور نيكول ، ينقسم الضوء الساقط الذي يضرب المنشور Glan-Foucault إلى موجات عادية وغير عادية تهتز متوازية أو عمودية على المحور البصري. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، تنتقل موجات الضوء المنقسمة عبر المنشور دون انكسار حتى تواجه واجهة الزجاج/الهواء ، حيث يمر الضوء العادي بانعكاس داخلي كلي ، بينما يمر الضوء غير العادي عبر الحدود بانحراف طفيف فقط.

4. يعتمد تشتت المنشور على تشتت المنشور على هندسته ومنحنى تشتت مؤشر الانكسار لركيزة المنشور. زوايا انحراف صغيرة تحدد الزاوية الصغيرة بين الحادث والضوء المتوقع. ينحرف الضوء الأخضر أكثر من الضوء الأحمر ، وينحرف الضوء الأزرق أكثر من الأحمر والأخضر كليهما ؛ ويعرف الأحمر عادة بأنه من من من من من من من ؟ m ، والأخضر كما نانومتر ، والأزرق كما نانومتر.

كاميرات موشور متعددة الأطياف

يمكن لكاميرات المنشور متعددة الأطياف تقسيم ضوء الحادث وعرضها على مستشعرين مختلفين ، يؤدون في وقت واحد الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة (نير) عمليات التفتيش: واحد لقناة اللون المرئي (الطول الموجي-ضوء من أجل نانومتر) والأخر لقناة NIR (الطول الموجى-مودي-مودي). تسمح هذه الميزة لكاميرا واحدة بفحص العناصر المرئية أو العيوب تحت السطحية أو غيرها من المعلومات التي يمكن اكتشافها عند أطوال الموجات NIR. الكاميرات متعددة الأطياف مثالية لفحص الأوراق النقدية والمنسوجات وألواح الدوائر الكهربائية والمنتجات العضوية مثل الفواكه والخضروات.

كاميرات منشور طيفي

ينطوي التصوير المنشور الطيفي على استخدام منشور لتحليل شعاع ضوئي مركب للحوادث إلى حزم متعددة الأطياف أو تغيير اتجاه الحزمة ، ثم التقاط الصور بنطاقات طيفية أو ديناميكية مختلفة باستخدام أجهزة استشعار متعددة. ميزة هذه التقنية هي أنها تلغي الحاجة إلى التعويض المكاني لأجهزة الاستشعار عندما تشكل الكاميرا والسطح الذي يتم تصويره زاوية معينة. حتى عند تصوير أسطح خشنة ، لا توجد مشكلة من ، parallax عبر أجهزة استشعار متعددة. أنظمة التصوير المصممة باستخدام هذه التقنية سهلة التركيب ودقيقة للغاية وفعالة من حيث التكلفة ويمكن أن تحل محل حلول التصوير متعددة الكاميرات تمامًا. توفر تقنية التصوير الطيفي المنشور وسائل كشف فعالة لفحص رقائق أشباه الموصلات والفواكه والخضروات والمواد الغذائية ومواد التعبئة والتغليف.

مبادئ المسار البصري

تقسم كاميرات المنشور النطاق الطيفي من الضوء المرئي إلى الموجات القصيرة بالأشعة تحت الحمراء (SWIR) ، وتؤدي الفصل الطيفي داخل النطاق المرئي والنطاقات الدوارة أو داخل النطاق الدوار وحده.

سيناريوهات التطبيق

يمكن لتقنية المنشور تقسيم ضوء الحادث إلى أطوال موجية RGB وإطلاقها علىCCDs بتكوين عالي الدقة. لذلك ، توفر كاميرات المنشور إعادة إنتاج ألوان عالية الدقة ، وحساسية طيفية عالية بناءً على فصل الطول الموجب (خلط ألوان منخفض) ، ويمكنها إخراج بيانات صور ملونة عالية الدقة وصور HDR ديناميكية عالية. كما أنها توفر دقة مكانية عالية للكشف الدقيق عن الحافة ويمكنها تحديد التفاصيل الدقيقة لهدف الفحص.

بناءً على هذه الخصائص ، تُستخدم الكاميرات المنشور على نطاق واسع في فحص الفواكه والخضروات والعملات المعدنية والأوراق النقدية والمنسوجات والبلاستيك والأضوية واللحامات والزجاج والألواح الشمسية والأفران الصناعية والمعادن الساخنة.

في الختام ، توفر كاميرات المنشور ، مع قدراتها المتقدمة في تقسيم الضوء والتصوير ، دقة وتعدد لا مثيل لها في مختلف التطبيقات الصناعية والعلمية. إن قدرتها على توفير صور ملونة عالية الدقة ومتعددة الأطياف ودقيقة تجعلها أدوات لا غنى عنها في أنظمة الرؤية الآلية الحديثة.