Bildverarbeitungssystem in der Flascheninspektion
Zum Beispiel hat einer unserer Bildverarbeitungsingenieure die folgenden Komponenten für dieses Flascheninspektionssystem empfohlen. Über die Links gelangen Sie sofort zu unseren Produkten und Preisen, so dass Sie direkt zu detaillierten Informationen über dieses Flascheninspektionssystem gelangen.
In dieser Testanwendung wollte ein Entwickler, der sich nach dem Flascheninspektionssystem erkundigte, Bilder von Glasflaschen aufnehmen, um die Flüssigkeit in der Flasche zu untersuchen. Partikel in der Flüssigkeit mussten erkannt werden, um die spezifische Flüssigkeit in der Flasche zu klassifizieren. Die Verwendung eines Bildverarbeitungssystems zur Erkennung dieser Partikel ermöglichte es, die Flüssigkeit in den Flaschen je nach Anzahl und Größe der Partikel für die weitere Verwendung zuzulassen oder abzulehnen.
Auswahl der Industriekamera
Zunächst beginnen wir mit der Auswahl der Industriekamera für das Vision-System zur Flascheninspektion. Die Empfehlung für unsere 20MP USB3-Kamera ‘MER2-2000-19U3C’ basiert auf den Spezifikationen der Anwendung des Forschers. Zunächst wusste der Forscher nicht, welche Kameraschnittstelle er benötigte, und hatte keine spezifische Schnittstellenpräferenz. Wenn der Abstand zwischen einem PC und einer Kamera weniger als 4,6Meter beträgt, wird eine USB3-Kamera empfohlen, um von der viermal höheren Bandbreite im Vergleich zu einer GigE Kamera, der Datenübertragung und Stromversorgung über nur 1 Kabel sowie dem Preisvorteil zu profitieren.
Zur Unterscheidung der Flüssigkeitsfarben wird eine Farbkamera ausgewählt. Darüber hinaus werden Bilder nur aufgenommen, wenn sowohl die Kamera als auch die Flaschen stillstehen. Deshalb empfehlen wir für dieses spezifische Vision-System zur Flascheninspektion die Verwendung einer rolling shutter Kamera anstelle einer Global Shutter Kamera. Mehr über Global Shutter vs. Rolling Shutter erfahren Sie in diesem Artikel in unserem Knowledge Center.
Um die erforderliche Auflösung zu bestimmen, bei der der Forscher zuvor noch unsicher war, boten wir ihm Support durch deren Berechnung. Der Forscher möchte jeweils Bilder von einer Flasche mit 20x80mm aufnehmen. Um die kleinsten Partikel von etwa 0,05mm innerhalb dieses Sichtfelds zu erkennen, ist eine Systemauflösung von 0,017mm/Pixel erforderlich. Basierend auf 3 Pixeln pro kleinstem Partikel waren mindestens 3300x4800 Pixel erforderlich. Die 20MP Kamera mit dem Sony IMX183 Sensor verfügt über 5496x3672 Pixel, was zu einer Systemauflösung von sogar 0,015mm/Pixel führt. Unsere MER2-2000-19U3C Kamera bietet eine hervorragende hochauflösende Lösung zur präzisen Erkennung der Partikel bei der Flascheninspektion.
Das Objektiv für den Sony IMX183 Sensor
Die ausgewählte 20MP-Kamera für dieses Flascheninspektions-Vision-System verfügt über einen Sony-IMX183-Sensor, einen 1”-Sensor. Um zu bestimmen, welches Objektiv am besten für dieses Vision-System geeignet ist, haben wir unseren Online-Objektivrechner verwendet. Basierend auf 2 Spezifikationen des Vision-Systems, dem erforderlichen horizontalen Sichtfeld (FOV) und dem Arbeitsabstand (WD), wird die korrekte Brennweite berechnet. Das Bild auf der rechten Seite zeigt diese Berechnung, die ebenfalls auf der Kameraauflösung und der Kamerapixelgröße basiert.
Der Forscher benötigt ein FOV von 80x20mm und bevorzugt einen WD zwischen 100 und 150mm. Die Berechnung zeigt, dass für diese Spezifikationen ein Objektiv mit 16MM Brennweite empfohlen wird. Es wird außerdem gezeigt, dass der Arbeitsabstand 113mm beträgt und das Sichtfeld etwas größer als bevorzugt sein wird. Dies hängt mit der Sensorgröße der Kamera zusammen, die nicht das gleiche Seitenverhältnis der Pixelanzahl wie das Sichtfeld von 80x20mm aufweist. Das endgültige Sichtfeld wird etwa 80x53mm betragen. Unser 16MM F2.8 C-Mount-Objektiv, das VA-LCM-20MP-16MM-F2.8-110 Objektiv, ist ein verzerrungsfreies Objektiv (< 0.5%), das eine hervorragende Lösung für die 20MP-Kamera bietet.
Beleuchtung des Inspektionssystems
Die Ergänzung des Bildverarbeitungssystems für die Flascheninspektion durch eine industrielle Beleuchtung erhöht den Kontrast und hebt die Farben und Partikel der Flüssigkeit hervor. Um Reflexionen an den Flaschenkonturen zu minimieren und Schatten zu beseitigen, wird eine Hintergrundbeleuchtung empfohlen. Der erhöhte Kontrast bei Verwendung einer Hintergrundbeleuchtung für das Flascheninspektionssystem erleichtert die Erkennung von Partikeln in der Flüssigkeit. Alle unsere Hintergrundbeleuchtungen sind standardmäßig mit einem Diffusor ausgestattet. Für die Beleuchtung empfehlen wir eine Leuchte, die ca. 10% größer als das Sichtfeld ist. Unsere von unten beleuchtete Hintergrundbeleuchtung 'VA1-BLBL2-100X100-W' erfüllt mit einer Größe von 100x100mm diese Anforderungen. Außerdem ist die Rückleuchte in unserem Expresslager verfügbar, d.h. sie ist sofort ab Lager lieferbar.
Um die Reflexionen der Glasflaschen weiter zu minimieren, empfehlen wir für dieses spezielle Flascheninspektionssystem sowohl eine Polarisationsfolie als auch einen Polarisationsfilter. Die Polarisation des Lichts sorgt für eine bessere Sichtbarkeit und eine genauere Analyse der Flüssigkeit und der Partikel in der Flasche. Die folgenden Komponenten wurden verwendet
- Eine Polarisationsfilterfolie: Die lineare Polarisationsfilterfolie polarisiert das Gegenlicht, wenn sie vor die Lichtquelle gehalten wird. Sie kann auf die gewünschte Größe zugeschnitten werden.
- Ein polarisierender Objektivfilter: The lens filter is made for C-mount lenses with the filter thread of M35.5xP0.5 such as the recommended 16MM C-mount lens.
Durch die Verwendung beider Filter wird eine Kreuzpolarisation erreicht, die in diesem Knowledge Center-Artikel näher erläutert wird: Polarisation in Ihrer Bildverarbeitungsanwendung.
Bildverarbeitungssoftware zur Flascheninspektion
Eine einzelne Kamera, ein Objektiv und eine Beleuchtung reichen nicht aus, um ein komplettes Bildverarbeitungssystem für die Flascheninspektion zu erstellen. Für die eigentliche Flascheninspektion wird eine Bildverarbeitungssoftware benötigt, um die Partikel in den Flaschen zu erkennen. Unsere Kameras sind GenICam-kompatibel, was bedeutet, dass sie mit einer Vielzahl von Drittanbieter-Software verwendet werden können, einschließlich MvTec Halcon, NI Labview, Cognex Vision Pro, Matlab oder OpenCV. Für die anfängliche Programmierung kann unser kostenloses Software Development Kit (SDK) verwendet werden, das die Aufnahme von Bildern und die Einstellung der Kameraparameter ermöglicht. Das Software Development Kit ist kompatibel mit Standard- und Industrie-PCs sowie ARM-Plattformen, einschließlich der NVIDIA TX-Serie und Raspberry Pi. Unterstützte Betriebssysteme sind Windows, Linux und Android. Betriebssysteme wie Apple MAC OS werden für den industriellen Einsatz nicht unterstützt, aber Entwickler können eine kompatible virtuelle Maschine mit Windows oder Linux auf dem MAC ausführen. Das SDK unterstützt Programmiersprachen wie C++, C#/.NET und Python. Weitere Sprachen können auf Anfrage erworben werden und sind nicht im Standardpaket enthalten
Für dieses Anwendungsbeispiel der Flascheninspektion war es dem Entwickler wichtig, mit einer Software zu arbeiten, die auch für weniger erfahrene Anwender einfach zu bedienen ist. Aus diesem Grund wurde die Verwendung von Zebra Aurora Vision Studio empfohlen. Diese leistungsstarke und benutzerfreundliche Software bietet eine robuste grafische Umgebung, die wie ein Werkzeugkasten verwendet werden kann
Mit dieser Software, die Ihr Flascheninspektionssystem vervollständigt, können Sie sowohl die Partikelgröße als auch die Partikelmenge bestimmen. Um sich mit der Aurora Vision Software vertraut zu machen, wurde die kostenlose Lite-Version verwendet. Diese beinhaltet alle verfügbaren Standardalgorithmen. Darüber hinaus vermittelt das Beispiel einer Flascheninspektion auf der Website von Zebra Technologies einen guten ersten Eindruck der Software: Bottle Inspection - Aurora Vision.
Anwendungen der Flascheninspektion
Ein Vision-System zur Flascheninspektion wird auch in einer Vielzahl anderer Anwendungen und Branchen eingesetzt. Dieses Vision-System wurde für die Flascheninspektion in der chemischen Industrie empfohlen. Es wird jedoch häufig auch in der Getränkeindustrie, der pharmazeutischen Industrie und der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Beispielsweise könnte ein Vision-System das Zählen und Analysieren zahlreicher Flaschen in der Lebensmittelproduktion in hohem Tempo automatisieren. Für High-Speed Imaging könnte eine industrielle Vision-Kamera wie unsere 1,6MP Kamera mit 227fps 'MER2-160-227U3M' bei voller Auflösung eine ausgezeichnete Vision-Hardwarelösung bieten.
Neben der Inspektion der Partikel in der Flüssigkeit durch das Flaschenglas kann ein Vision-System auch zur Erkennung von Defekten im Glas der Flasche eingesetzt werden. Wenn Sie Risse oder Fehlpositionierungen erkennen möchten, werden von Ingenieuren, Herstellern und Forschern häufig eine Vision-Kamera und Machine Vision Beleuchtung eingesetzt.
Unterstützung bei der Entwicklung von Bildverarbeitungssystemen für die Flascheninspektion
Möchten Sie bei der Entwicklung Ihres eigenen Bildverarbeitungssystems zur Flascheninspektion von einem unserer Bildverarbeitungsexperten unterstützt werden? Oder arbeiten Sie an einem ähnlichen Bildverarbeitungssystem? Zögern Sie nicht, uns über das untenstehende Formular zu kontaktieren!