Detekce a rozlišení barev objektů pomocí kontrastních senzorů

V tiskovém průmyslu, spotřebním zboží nebo balicích procesech je malá barevná nuance často rozhodující pro bezchybný proces. Senzor by neměl jen rozlišovat mezi „světlem a tmou“, ale také reagovat konkrétně na určité barvy nebo dokonce jednotlivé odstíny – zatímco jiné jsou záměrně ignorovány.

Právě zde se ukazuje síla moderní technologie kontrastních senzorů RGB, například u řady P1PW od Wengloru.

Kompaktní RGB kontrastní snímač P1PW pro rozpoznávání barev a rozlišení nuancí
Barevný snímač s RGB technologií a několika režimy provozu

Proč je diskriminace na základě barvy pleti náročnější, než se zdá

Na první pohled to vypadá jednoduše: červená je červená. V praxi je to však zřídka případ. Materiály, povrchy, tiskové procesy nebo osvětlení zajišťují, že barevné tóny se liší – i když se lidskému oku zdají téměř totožné.

Typické úkoly jsou:

  • Senzor by měl reagovat pouze na určitou barvu
  • Několik definovaných barev by mělo být rozpoznáno, jiné ne
  • Je třeba rozlišit jemné barevné nuance v rámci barevné rodiny
  • Tiskové značky s nízkým kontrastem by měly být spolehlivě detekovány

To je často obtížné u klasických snímačů v odstínech šedi nebo monochromatických snímačů. RGB kontrastní senzory naopak specificky vyhodnocují barevné kanály.

Jeden senzor – tři provozní režimy

Řada P1PW kombinuje tiskové značky, barevné a kontrastní režimy v jednom zařízení. To znamená, že stejný senzor může zvládat širokou škálu úkolů – což je velká výhoda pro strojíře a obsluhu závodů.

Příklady praktických aplikací

1) Rozpoznávat pouze konkrétní barvu

V aplikaci by senzor měl reagovat pouze na červené pero – všechny ostatní barvy by měly být ignorovány.

Pro tento účel se používá režim „barevný“. Požadovaný odstín červené se jednou uloží při výukovém programu. Poté senzor přepne jen přesně na tuto barevnou hodnotu.

➡ Ideální pro aplikace, kde musí být přítomna velmi specifická vlastnost produktu.

konfigurace wTeach: Parametrizace probíhá přímo prostřednictvím softwaru wTeach v režimu barevného provozu. Tam se požadovaný odstín červené ukládá jednou prostřednictvím teach-in. Senzor tuto hodnotu barvy ukládá jako referenci a v budoucnu zapne přesně tento barevný tón. Související nastavení wTeach ukazuje, jak je hodnota barvy definována jako cílový signál, zatímco ostatní barvy jsou mimo toleranci.

wTeach nastavení softwaru P1PW v barevném režimu pro detekci definovaného červeného tónu
Výuka jedné barevné hodnoty v režimu Color

2) Rozpoznávat více definovaných barev

V jiné situaci by měly být detekovány jak žluté, tak červené objekty. Zde byl použit režim tiskové značky, při kterém byl kanál červené barvy specificky vyhodnocován. Díky definovanému prahu přepínání byl senzor schopen spolehlivě detekovat oba barevné rozsahy.

➡ Výhoda: Senzor rozpoznává specifické barevné rozsahy, aniž by reagoval na jiné barvy.

konfigurace wTeach: Při parametrizaci wTeach se zde používá tlaková značka provozního režimu. Místo celkového hodnocení barev se provádí cílené hodnocení barevného kanálu – v tomto případě červeného kanálu. Pomocí nastaveného prahu přepínání senzor detekuje několik barevných rozsahů (např. červená a žlutá), které poskytují dostatečný signál ve zvoleném kanálu. Nastavení wTeach upřesňuje prahovou definici této vícebarevné detekce

wTeach parametry RGB kontrastního senzoru pro detekci červené a žluté barvy pomocí vyhodnocení kanálu
Vyhodnocení červeného barevného kanálu s definovaným prahem spínání

3) Zachyťte všechny odstíny červené

Někdy není relevantní jen jedna barva, ale celá barevná rodina – například různé odstíny červené produktu.

S barevným režimem a teach-in na nejintenzivnějším odstínu červené senzor uloží tuto referenční hodnotu a poté detekuje všechny podobné odstíny červené.

➡ Perfektní, když se produkty liší barvou, ale zůstávají v rámci barevné rodiny.

konfigurace wTeach: Zde se také používá barevný režim. Na povrchu wTeach se učí nejintenzivnější odstín červené, což umožňuje senzoru uložit referenční hodnotu. Podobné barevné hodnoty v definovaném rozsahu jsou automaticky zaznamenány. Zobrazené nastavení ukazuje snímač barevné hodnoty a odpovídající rozsah tolerancí pro detekci nuancí.

wTeach pro detekci různých odstínů červené pomocí RGB senzoru
Výuka na nejintenzivnější barevné hodnotě pro detekci nuancí

4) Rozlišování jednoho odstínu červené od ostatních

Nejvyšší disciplína barevné senzorové technologie: Určitý odstín červené je třeba detekovat, zatímco jiné odstíny červené se záměrně nemohou přepínat.

Zde se dvoubodové vyučování provádí v režimu tiskové značky. První ukládá požadovanou barvu, druhá definuje blízký, ale nechtěný odstín jako „pozadí“. Senzor se tak naučí hranici mezi „správným“ a „špatným“.

➡ Ideální pro kontrolu kvality tištěných obrázků nebo barevných variant.

konfigurace wTeach: Pro tento zvlášť jemný rozdíl se ve wTeach používá dvoubodový Teach v režimu tiskových značek. Nejprve se uloží požadovaný odstín, poté se definuje podobná, ale nežádoucí nuance jako pozadí. Senzor vypočítá práh mezi „platným“ a „neplatným“. Prostředí wTeach ilustruje tuto referenci a základní definici.

WTeach Software ukazuje dvoubodový Teach pro rozlišení podobných červených odstínů
Definice cílového odstínu a barvy pozadí

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Proč je zde rozdíl RGB technologie

P1PW používá RGB čip místo čistého hodnocení v odstínech šedi. To umožňuje senzoru analyzovat barevné složky samostatně a spolehlivě rozlišovat i malé rozdíly.

To přináší rozhodující výhody:

  • Rozpoznávání jemných barevných nuancí
  • Spolehlivá detekce při nízkém kontrastu
  • Spolehlivá detekce tiskových stop
  • Flexibilní přizpůsobení pro měnící se produkty

Rychlá výměna díky paměťi na práci

Další výhodou je 10 interních úložných prostorů pro pracovní pozice. V případě změny produktu nebo šarže je snadné přejít na uloženou datovou sadu – aniž by bylo nutné znovu učit.

➡ Méně prostojů, méně provozní námahy, vyšší spolehlivost procesů.

Důležitý praktický tip pro integraci

Pro nejlepší výsledky by měl být senzor zarovnán pod úhlem 90° vůči objektu a pracovat přibližně uprostřed své pracovní oblasti (přibližně 35 mm vzdálenost). To udržuje obdélníkový světelný bod ostrý a barevné hodnocení stabilní.

Závěr

Ať už jde o jednotlivé barvy, několik barevných rozsahů nebo ty nejjemnější nuance – řada P1PW ukazuje, jak všestranná může být moderní technologie barevných senzorů. Díky hodnocení RGB, více provozním režimům a skladovatelným úkolům je jeden senzor vhodný pro širokou škálu úkolů v oblasti tisku, balení a spotřebního zboží.

Barevná diskriminace už není jen „vidět nebo nevidět“, ale přesný, reprodukovatelný úkol měření.

Autor

Picture of Max Mustermann

Max Mustermann

Název práce