Automatización de laboratorios: Solución de visión por máquina para la identificación de muestras
Max Reijngoudt
Este artículo ofrece una visión general de cómo nuestros componentes de visión por máquina—específicamente, la ME2P-1230-23U3C cámara, el VA-LCM-10MP-06MM-F1.8-110 objetivo y el software de terceros Zebra Aurora Vision software—fueron utilizados para desarrollar una solución de visión por máquina, un sistema de identificación de muestras para un laboratorio.
El gran desafío representado en esta aplicación fue crear un sistema de visión que identificara ciertos detalles en una muestra de laboratorio dentro de un gran campo de visión. El cliente solicitó capturar detalles tan pequeños como 1 mm de tamaño mientras se cubría un campo de visión aproximado de alrededor de 1300x1000 mm. Esta configuración permite a los asistentes de laboratorio identificar algunas características clave en las variaciones de color dentro de las muestras, lo que, a su vez, mejora la precisión y la consistencia en el proceso de clasificación.
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Selección de cámara de visión por máquina
La cámara sugerida fue la ME2P-1230-23U3C para imágenes de alta resolución y detalle. Cuenta con un sensor Sony IMX304, que proporciona una resolución de 4096x3000 píxeles y opera a 23 fotogramas por segundo. La cámara de 12,30MP es altamente recomendada en aquellos casos en los que se requiere capturar detalles minuciosos, incluso en un gran campo de visión (FOV). Además, debido a que uno de los principales criterios para clasificar la muestra era el color, era esencial contar con una cámara en color.
Con la cámara ME2P-1230-23U3C, el cliente pudo lograr el nivel mínimo de detalle necesario de aproximadamente 1 mm en un campo de visión de alrededor de 1334x1000 mm. En este sentido, el gran campo permite capturar toda el área de la muestra en una sola toma, ofreciendo al mismo tiempo una resolución lo suficientemente buena para captar incluso el más pequeño detalle relevante.
Selección de Objetivo industrial: VA-LCM-10MP-06MM-F1.8-110
El tipo de objetivo requerido se determinó en función del campo de visión necesario para capturar imágenes de calidad y de la distancia de trabajo identificada por el cliente. Para esta aplicación, empleamos el VA-LCM-10MP-06MM-F1.8-110 objetivo. El objetivo es apropiado para un formato de imagen de 1,1", adecuado para el sensor de alta resolución de la ME2P-1230-23U3C cámara. Además, el cliente prefería un rango de distancia de trabajo entre 1000-1100 mm, debido a las limitaciones de espacio en el laboratorio donde se colocaría la cámara.
Asimismo, a una distancia de trabajo de aproximadamente 1081 mm, utilizando el objetivo y la cámara mencionados anteriormente, el cliente logró un campo de visión real de aproximadamente 1341x1012 mm. De este modo, con la configuración actual, fue sencillo para el cliente visualizar toda el área de la muestra mientras capturaba detalles minuciosos relevantes para el análisis. La distancia focal de 6 mm del objetivo, combinada con la alta capacidad de captación de luz gracias a la apertura F1.8, permitió capturar imágenes de calidad en la mayoría de las condiciones de iluminación.
Solución de Iluminación para Visión Artificial
Iluminación para Visión Artificial es un aspecto fundamental en cualquier sistema de visión, especialmente donde hay superficies reflectantes o diferencias sutiles de color. Por ello, se utilizaron dos barras de luz para mejorar la claridad de las imágenes. La barra de luz también es muy versátil y puede manipularse en un ángulo adecuado que proporcione la mejor vista.
Software Zebra Aurora Visión
Después de ensamblar todos los componentes de hardware, el cliente añadió procesamiento de imágenes y automatización con la ayuda del software Zebra Aurora Visión. Zebra Aurora Visión ofrece al usuario mucha libertad, ya que permite crear un programa de automatización a través de la propia plataforma, que cuenta con una interfaz intuitiva y, por lo tanto, es accesible tanto para usuarios avanzados como para los menos experimentados.
Las capacidades de procesamiento de imágenes de Zebra Aurora Visión permitieron al cliente desarrollar su programa, cumpliendo requisitos específicos del cliente. La información principal se definiría en cada muestra para categorizar muestras de manera precisa y reproducible, utilizando el completo conjunto de herramientas del software para aislar características de color.
Otras Aplicaciones de Visión Artificial
La solución completa para la categorización de muestras de laboratorio provino de la combinación de la cámara ME2P-1230-23U3C, objetivo VA-LCM-10MP-06MM-F1.8-110, configuración de iluminación de doble barra y software Zebra Aurora Visión. No solo la cámara podía proporcionar una visión detallada de cada muestra en el amplio campo de visión, sino que esta configuración también ofrecía al laboratorio una oportunidad para automatizar la identificación y clasificación de muestras.
No se trata únicamente de un sistema de visión que pueda limitarse al laboratorio. Por lo tanto, la configuración podría encontrar fácilmente sus aplicaciones en campos como el farmacéutico, la fabricación y el control de calidad, ya que proporciona imágenes de alta resolución con un análisis preciso. Además, el diseño compacto de la cámara ME2P-1230-23U3C la hace aún más adecuada para lugares con limitaciones de espacio.
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