Computer vision-løsning til insektinspektion
Computer vision-kameraer kan anvendes til en række forskellige applikationer. Denne artikel guider dig gennem valget af den rette computer vision-løsning til insektinspektion. Til inspektion af små objekter, såsom insekter, kræves et inspektionssystem af høj kvalitet. På blot fem trin tilbyder vi dig en computer vision-løsning til insektinspektion, som også kan anvendes til forskellige andre inspektionsapplikationer. Computer vision-software bør anvendes sammen med det industrielle kamera, objektiv og belysning for at forbedre billedbehandlingen. Som følge heraf kan egenskaber såsom insektets objekttype, placering og form registreres.
Valg af Computer vision-kamera
En af vores Machine Vision-eksperter startede med at rådgive vores kunde om et passende computer vision-kamera til insektinspektionssystemet. Vi anbefaler at bruge vores 20MP USB3-kamera ‘MER2-2000-19U3M’ på grund af nogle krævede specifikationer fra kunden. En USB3-kamera-grænseflade blev anbefalet på grund af flere fordele. Et USB3-kamera har 4 gange højere båndbredde end et Gigabit Ethernet (GigE)-kamera, muliggør dataoverførsel og strømforsyning gennem kun 1 kabel og giver en prisfordel. Derudover blev et monokromt kamera valgt i stedet for et computer vision-farvekamera, fordi kunden ikke ønskede at se insekternes farvedetaljer. Et monokromt kamera optager sort-hvide billeder og er tre gange mere lysfølsomt end et farvekamera.
Desuden ønskede kunden at optage billeder af insekter, der stod stille. Insekterne gik eller fløj ikke på det tidspunkt, hvor billedet blev taget. Derfor anbefaler vi at bruge et rolling shutter-kamera i stedet for et global shutter-kamera til dette specifikke insektinspektionssystem. Mere om Global shutter vs. Rolling shutter kan findes i denne artikel i vores Knowledge Center.
Support fra en af vores computer vision-eksperter blev ydet for at fastlægge den nødvendige kameraopløsning. Kunden kendte ikke den nødvendige opløsning til dette insektinspektions-visionsystem. Insektet blev placeret i en lille lukket tunnel for at sikre, at det altid forblev i samme position. Insektet er altid placeret i et område på maksimalt 16 x 10,5 mm. Derfor er dette det ønskede synsfelt (FOV). For at udføre insektinspektionen og se de mindste detaljer på 0,001 mm x 0,001 mm var en systemopløsning på 0,003 mm/pixel påkrævet (baseret på tre pixels pr. mindste detalje). Et computer vision-kamera med mindst 4950x3300 pixels for at dække hele synsfeltet er nødvendigt. Sony IMX183-sensoren i 20MP computer vision-kameraet har 5496x3672 pixels.
Afslutningsvis tilbyder dette 20MP-kamera en prisvenlig computer vision-kameraløsning til insektinspektion med fordelene ved den høje opløsning og den brugervenlige USB3-grænseflade.
Objektiv til 20 MP computer vision-kamera
Det påkrævede synsfelt i denne inspektionsapplikation er mindst 16x10,5mm. Da dette er et meget lille område, anbefaler vi at anvende et telecentrisk objektiv. Telecentriske objektiver anvendes i computer vision-applikationer, hvor der kræves meget nøjagtige målinger. Dette skyldes, at et telecentrisk objektiv næsten ikke har nogen forvrængning, ingen perspektivfejl og ingen objektivvignettering. Det telecentriske objektivs faste arbejdsafstand og faste F-tal skal tages i betragtning ved anvendelse af et telecentrisk objektiv.
Det valgte 20MP-kamera til dette insektinspektionssystem har en 1” billedsensor, Sony IMX183-sensoren. For at beregne det mest egnede telecentriske objektiv til dette computer vision-kamera har vi benyttet vores onlineværktøj til beregning af telecentriske objektiver. Baseret på kameraopløsningen og kameraets pixelstørrelse kunne den påkrævede forstørrelse for det telecentriske objektiv beregnes.
For at optage billeder af et synsfelt på mindst 16x10,5mm viser beregneren, at der kræves en objektivforstørrelse på 0.82X eller lavere. På vores side med telecentriske objektiver vises en række telecentriske objektiver. Kunden, som vil anvende dette objektiv til insektinspektion, var stadig fleksibel med hensyn til arbejdsafstand med et krav om en arbejdsafstand mellem 50 og 350mm. Vores telecentriske objektiv med 0,8X forstørrelse til billedsensorer på maksimalt 1.1” viste sig at være en fremragende computer vision-løsning til insektinspektion. Vores beregningsværktøj til telecentriske objektiver viser, at anvendelse af dette telecentriske objektiv i kombination med 20MP computer vision-kameraet resulterer i et lidt større synsfelt: 11,02x16,49mm. Den faste arbejdsafstand på 110mm for dette telecentriske objektiv med 0.8X forstørrelse matcher kundens specifikationer
Telecentrisk objektivberegner
Tilbehør til computer vision-applikationer
Vores computer vision-kameraer, såsom det anbefalede 20MP-kamera, skal tilsluttes en pc, og der skal anvendes software til at behandle billederne. For at sikre en stabil forbindelse mellem pc'en og kameraet anbefaler vi at bruge et af vores USB3-kabler. I dette vision-system til insektinspektion anvendes der for eksempel et 4,6 meter USB3.0-kabel.
Ud over at tilføje et USB3-kabel til kameraopsætningen blev der valgt en monteringsplade til stativ for nem integration af insektinspektionssystemet.
Belysning til insektinspektion
For at fremhæve insekternes detaljer og øge kontrasten tilføjes Machine Vision-belysning til insektionsinspektionssystemet. Til udførelse af objektinspektion af meget små objekter som insekter tilbyder en ringlampe den bedste computer vision-løsning. Ved at placere en ringlampe over insekterne opnås lys, der kan belyse jævnt og give et billede, hvor alle insektets kendetegn er tydeligt synlige.
Vores bright field-ringlampe i standardstørrelse, som endda fås med hvidt lys fra vores lokale Express-lager, tilbyder en egnet computer vision-belysningsløsning. I de fleste standard computer vision-applikationer anvendes hvid belysning oftest. Ud over hvidt lys fås vores Machine Vision-belysning også i røde, grønne og blå lystyper. Særligt til denne computer vision-applikation, hvor billeder optages til insektionsinspektion, anbefales rødt lys frem for hvidt lys. Insekter kan ikke se bølgelængder i rødt lysspektrum. På denne måde påvirkes insekterne ikke af det kraftige lys.
For at muliggøre lysdæmpning blev vores 24V/60W-lyscontroller, der også fungerer som strømforsyning, foreslået. Det er dog værd at bemærke, at en standard 24V-strømforsyning også kan opfylde dette krav.
Computer vision-software til insektinspektion
Et enkelt kamera, objektiv og belysning udgør ikke et komplet insektinspektionssystem. Til den egentlige computer vision-løsning kræves billedbehandlingssoftware for at registrere alle insekternes detaljer. Vores kameraer er GenIcam-kompatible, hvilket betyder, at de kan anvendes med en række tredjepartssoftware, herunder MvTec Halcon, NI Labview, Cognex Vision Pro, Matlab, OpenCV og Arm Boards-software.
Til den indledende programmering kan vores gratis Software Development Kit (SDK) anvendes til at optage og gemme billeder samt indstille kameraparametrene til insektinspektionen. SDK'et understøtter operativsystemer, herunder Windows, Linux og Android, og er kompatibelt med almindelige og industrielle pc'er samt ARM-platforme. SDK'et understøtter programmeringssprog som C++, C#/.NET og Python. Det er muligt at få yderligere programmeringssprog efter anmodning; disse er ikke inkluderet i standardpakken.
I denne computer vision-applikation til insektinspektion foretrak kunden at skrive sin egen software i Python. Vores SDK kunne anvendes som reference til eksempelprogrammer, herunder Python-prøven til at optage billeder. En af artiklerne i vores Videnscenter indeholder flere oplysninger om brug af en Python-prøve med PyCharm.
Support til computer vision-applikationer
Ønsker du support fra en af vores Machine Vision-eksperter med den bedste computer vision-løsning til insektinspektion? Eller en anden lignende computer vision-applikation? Tøv ikke med at kontakte os via formularen nedenfor!