dalsa工业相机8k参数_偏振光相机3——偏振应用
在之前的2篇中,介绍了偏振光的基本概念和基于SONY最新CMOS偏振传感器芯片的相机。在本篇中,我们来看看偏振相机的一些应用。偏振相机的应用离不开偏振光,那么先看看如何得到偏振光信息。
如何获取偏光
在“偏振光相机2—索尼大法”中,通过采用Stokes参量计算的方式,我们可以得到几个偏振的重要信息:偏振度(DOP)、偏振类型(PTP)和偏振方向(AOP)。利用这些信息,我们可以窥见不一样的世界。而得到DOP、PTP和AOP信息,前提条件是被检测的信息中有偏振信息,然后偏振相机这个检偏设备才能获取对应信息。
自然界中最广泛存在的偏振光是由反射得到的,自然光在两种介质表面产生反射现象,反射光线一般为部分偏振光,当入射光与法线夹角恰好为布鲁斯特角时,反射光线为完全线偏光。
图1 反射方式形成线性偏振光
另外一种获取线偏光的方式是增加外部偏振片。
图2 外部偏振滤镜方式形成偏振光(图片来自Dalsa)
去强反光应用
去除物体表面的强反光是偏振相机的典型应用之一。在工业现场,通常需要对待测物进行打光处理,待测物表面会经常会出现如图3左图的强反光现象,在图像上呈现为过曝现象,影响待测物体的检测识别。偏振相机通过计算数据信息中的偏振分量强度后,从pixel级别上去“减除”偏振信息,最终输出如图3右图中的非过曝光图像。该应用不仅在工业现场有实际需求,在智能交通领域,由于前挡玻璃的强光反射,相机很难看清车内的乘员信息,通过偏振相机内部处理滤除偏振信息后,车内情况清晰的被捕捉到。
图3 工业现场去强反光应用
图4 智能交通去强反光应用(图片来自SONY官网)
检测物体表面缺陷
表面缺陷检测是工业现场常见的检测之一,传统的方式都采用了基于黑白亮度的检测方式,如图5左图,通过图像上的亮度成像差异,来判断手机膜上是否存在划痕。这种检测方式对光源的角度依赖性高,检测一个被测物体,往往需要多角度打光,多次拍摄,现场检测效率不高。图5右图是采用偏振相机输出的DOP信息成像得到的图像,DOP信息相对表面缺陷表现出了非常高的灵敏度,采用DOP信息去检测表面缺陷,可以减少系统复杂度,提高检测效率。
图5 表面缺陷检测(图片来自Lucid)
检测不同材质物体
不同材质的物体,对偏振光的响应(反射强度以及电场方向角度变化)会存在差异,在一些基于灰度或者彩色相机无法区分的场合,偏振相机也许是解决问题的选择。如图6所示,丛林中的一辆车和环境比较相似,采用传统不易区分,而通过偏振相机输出的AOP信息,车辆信息被凸显出来,这在搜救设备上会有很大的意义。
图6 丛林中的车
透明物体内部应力
偏振相机另一个特别的应用是检测透明物体内部应力。被测物内部应力的均匀性,会影响透过被测物的偏振光,通过偏振相机输出的DOP或者AOP信息,可以将内部应力分布可视化。如图7所示,b图是基于亮度相机拍摄图像,a图是偏振相机的AOP信息,清晰的反应了直尺内部应力的分布情况。
图7 直尺内部应力图(图片来自Dalsa)
Imalg观点
偏振相机在早期只出现在实验室设备中,基于SONY最新技术的偏振相机,将这种技术从实验室带到了工业现场。它的应用远远不止前面提到的几种,其它的应用比如导航,水下拍摄,去雾霾拍摄等等。
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