Problema y propuesta
1 · Solución principal: aumentar la potencia del contraluz
La nave aporta luz natural, halógena y LED externa. Siguiendo la indicación del profesor, la solución principal es dar más potencia al panel LED de contraluz, para que la iluminación controlada predomine sobre la contaminación lumínica y reduzca su influencia relativa en la imagen.
En el simulador: mantener constantes las fuentes externas, aumentar «Panel LED» y observar la pelota y la matriz. Si aparecen píxeles saturados, reducir la exposición para conservar información. Después, comparar bajo los mismos ajustes.
Más contraluz no apaga la luz ambiente: la hace menos relevante frente a la señal útil. Es una estrategia de diseño pendiente de validación experimental, respetando los límites del panel y de la cámara.
2 · Contaminación lumínica
Las pruebas de iluminación a contraluz se van a realizar en una nave industrial con entrada de luz natural y un sistema de iluminación general formado por focos halógenos y LEDs de alta frecuencia. Estas fuentes pueden afectar a la imagen de la pelota y a su análisis. Para mitigar su influencia en la medida de lo posible, se proponen las siguientes estrategias, complementarias al aumento de potencia del contraluz:
- Luz natural: situar el sistema en un lugar donde la luz no incida directamente sobre la pelota ni sobre el sensor de la cámara. Así se reducen los reflejos y el deslumbramiento producidos por la entrada directa de luz, aunque permanece una contribución de luz ambiente difusa.
- LEDs de alta frecuencia: si su emisión está modulada, pueden producir parpadeo o flickering y, especialmente con sensores de obturación por filas (rolling shutter), bandas en la imagen. Un panel de contraluz de mayor intensidad y emisión estable reduce el peso relativo de esa iluminación parásita, sin eliminar su modulación. Otra medida es ajustar el tiempo de exposición para integrar un número entero de periodos de la modulación luminosa real. En Europa, la red eléctrica es de 50 Hz: 1/50 s o 1/100 s pueden reducir el parpadeo asociado a una ondulación luminosa de 100 Hz; si la modulación es de 50 Hz, 1/100 s no integra un ciclo completo. Estos tiempos no garantizan eliminar el parpadeo de cualquier LED de alta frecuencia, cuya frecuencia depende de su controlador o PWM. Debe comprobarse la frecuencia efectiva y validar el ajuste con la cámara utilizada. Una exposición más larga también puede generar desenfoque si la pelota está en movimiento.
- Luz halógena: al igual que con la luz natural, colocar la cámara y la pelota donde la iluminación no incida de forma directa. Evitar superficies reflectantes o blancas alrededor del montaje y emplear acabados negro mate para reducir los reflejos que llegan a la pelota.
- Filtrado óptico: combinar una fuente LED de banda estrecha con un filtro de paso de banda compatible en la cámara, que deje pasar el rango de longitudes de onda de la fuente. Así se atenúa parte de la luz natural y halógena fuera de esa banda; la luz ambiente dentro de ella sigue llegando al sensor. Con un panel LED blanco, el filtro también descarta parte de la señal útil, por lo que debe comprobarse su compatibilidad y la exposición necesaria.
Si estas medidas no resultan suficientes, añadir un túnel opaco de interior negro mate y aberturas mínimas, o pantallas y parasoles que limiten las entradas laterales sin bloquear el campo de visión.
3 · Adquisición controlada
- Elegir un panel LED uniforme con control de corriente estable; verificar el rizado del controlador.
- Fijar exposición y ganancia; desactivar ajustes automáticos durante la comparación.
- Fijar distancias, enfoque y posición de la pieza; evitar que el soporte oculte la zona inspeccionada.
- Usar obturador global si hay movimiento; sincronizar un pulso de iluminación cuando proceda. El obturador global no elimina por sí solo las variaciones de brillo entre imágenes debidas al parpadeo.
- Tomar referencia de fondo y nivel oscuro. Una resta panel encendido/apagado exige inmovilidad y ambiente estable.
El simulador representa de forma simplificada la integración temporal de la luz, pero no simula bandas de rolling shutter, filtros espectrales ni el aislamiento físico del montaje. Estas medidas son propuestas para el ensayo real, pendientes de validación experimental.
4 · Validación y decisión
- Calibrar escala espacial y uniformidad con patrones y fondo vacío.
- Comparar pelotas sanas con muestras de defectos conocidos, variando orientación.
- Repetir con cada fuente ambiente aislada y combinada.
- Registrar contraste, saturación, falsos positivos y defectos no detectados.
- Fijar umbrales con datos separados de validación. Ante imagen no fiable: «no concluyente», no «pieza correcta».
La inspección de toda la superficie requiere varias orientaciones; una imagen no basta para garantizar cobertura.