Detección de objetos en una cinta transportadora: ¿Cómo utilizar la Visión por computadora?
Max Reijngoudt
Se requiere la colocación correcta de cámaras de Visión por computadora para la detección de objetos en sistemas de cintas transportadoras. Imagine un entorno de producción donde productos de todas las formas y tamaños se desplazan por una cinta transportadora. Esto podría ser una fábrica de frutas, un gran centro logístico o un fabricante de piezas automotrices. Este artículo se centrará en el uso de cámaras de Visión por computadora para la detección de objetos, en este caso huevos. Un sistema de visión debe colocarse sobre la cinta transportadora para garantizar que se puedan capturar imágenes de alta calidad para la detección de huevos. El resultado debe ser que todos los huevos sean contados y que cada caja al final de la cinta transportadora esté llena con exactamente 120 huevos. Además, los huevos con manchas anormales deben ser descartados. En solo cinco pasos, este artículo le guiará en la selección del hardware de cámaras de Visión por computadora para su sistema de visión.
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Selección de cámaras de visión por computadora
Uno de nuestros expertos en visión por máquina comenzó recomendando una cámara de Visión por computadora adecuada para el sistema de detección de objetos del cliente. Aconsejamos utilizar nuestra cámara USB3 de 3MP ‘MER2-302-56U3C’ debido a los requisitos del sistema. El cliente planeaba colocar la cámara sobre la cinta transportadora a una distancia de aproximadamente 3 metros del PC. Por eso le aconsejamos utilizar una cámara con interfaz USB3. Para aplicaciones donde no hay preferencia por una interfaz específica, se recomienda una cámara con interfaz USB3 por varias razones. En primer lugar, en comparación con una cámara con interfaz Gigabit Ethernet, una cámara USB3 tiene un ancho de banda cuatro veces mayor. En general, nuestras cámaras USB3 ofrecen una ventaja de precio y solo se requiere un cable USB3 para habilitar tanto la transmisión de datos como la alimentación.
Todas nuestras cámaras industriales estándar, que se utilizan para aplicaciones como la detección de objetos en la cinta transportadora, están disponibles tanto en monocromo como en color. Para esta aplicación, el cliente prefirió utilizar una cámara en color en lugar de una cámara monocroma, que captura imágenes en blanco y negro. Al elegir una cámara de Visión por computadora en color, la configuración está preparada para el futuro, para su deseo de algún día detectar colores para la diferenciación de manchas.
Además, debe tomarse la decisión entre un global shutter o un rolling shutter cámara de Visión por computadora. Nuestro experto en visión recomendó utilizar una cámara global shutter. Esto se debe a que la detección de objetos debe realizarse mientras la cinta transportadora está en movimiento. Las cámaras global shutter se utilizan para aplicaciones donde la cámara o el objeto están en movimiento mientras se capturan las imágenes. Puede encontrar más información sobre cámaras global vs. rolling shutter haciendo clic en el enlace.
Además, apoyamos al cliente en la determinación de la resolución de cámara requerida. El cliente aún no sabía qué resolución era necesaria para la detección de objetos en la cinta transportadora. Cada vez que el objeto se captura en la cinta transportadora, debe detectarse como un huevo y comprobarse si tiene manchas. El cliente nos informó que los huevos no siempre están posicionados en el mismo lugar de la cinta transportadora. Sin embargo, sí sabían que los huevos estarán ubicados en un área de máximo 300x240mm. Esto es lo que llamamos el campo de visión (FOV) requerido. Un solo huevo tiene una longitud entre 55 y 57mm. Las manchas en los huevos que deben detectarse son de 0,5x0,5mm o mayores.
Para ver estos detalles mínimos de solo 0,5mm, se requiere una resolución del sistema de 0,16mm/píxel. Esto se basa en tres píxeles por el detalle más pequeño. Se necesita una cámara de Visión por computadora con al menos 1800x1440 píxeles (2,59MP) para cubrir todo el campo de visión.
Por eso, nuestra cámara de 3MP con 2048x1536 píxeles ofrece una excelente solución para ser montada sobre la cinta transportadora. Al utilizar esta cámara de Visión por computadora para la detección de objetos, también se pueden detectar manchas de 0,5mm.
En conclusión, nuestra cámara de 3MP ofrece una solución de cámara de Visión por computadora económica para la detección de objetos en una cinta transportadora, beneficiándose de la alta frecuencia de imagen y la interfaz USB3 fácil de usar.
Objetivo para cámara de Visión por computadora de 3MP
Cada C-mount Visión por computadora cámara necesita un objetivo adecuado. El C-mount objetivo más adecuado para esta aplicación de cinta transportadora fue recomendado por el experto en visión por máquina en base a algunas especificaciones. Para determinar el objetivo de distancia focal correcto para alcanzar un cierto ángulo de apertura, es importante conocer el Campo de Visión (FOV) requerido. Esta es el área total (horizontal y vertical en mm) de la cinta transportadora que el cliente desea capturar con la Visión por computadora cámara. Para esta aplicación, el campo de visión requerido es de 300x240mm. El cliente prefirió tener una Distancia de Trabajo (WD) entre 600 y 800mm. Esta es la distancia entre el objeto a detectar y la cámara situada sobre la cinta
transportadora.
La USB3 visión cámara recomendada tiene una resolución de 2048x1536 píxeles y un tamaño de píxel de 3,45 µm. Para calcular la distancia focal del C-mount objetivo que debe utilizarse, se puede emplear nuestra herramienta de cálculo de Objetivo en línea. La imagen muestra que al introducir las especificaciones en esta herramienta, se obtiene una distancia focal calculada de 16MM.
Calculadora de Objetivo
Nuestro objetivo C-mount de 5MP 16MM para cámaras de Visión por computadora con un tamaño máximo de sensor de 2/3”, resultó ser una excelente solución. Este objetivo C-mount forma parte de nuestra serie de objetivos de 5MP de alta sensibilidad a la luz, en la que tanto el diafragma (a partir de F1.4) como el enfoque pueden ser ajustados y fijados mediante tornillos. Un campo de visión ligeramente mayor de 320x240mm será visible al utilizar la cámara de 3MP con este objetivo de 16MM.
Accesorios para aplicaciones de Visión por computadora
Todas nuestras cámaras de Visión por computadora, como la recomendada cámara de 3MP, deben conectarse a un PC. Los PC cuentan con procesadores rápidos y potentes GPU, lo que les permite capturar, procesar y analizar imágenes de manera rápida y eficiente. Es necesario utilizar software adicional para la detección de objetos en el procesamiento de imágenes. Para garantizar una conexión estable entre el PC y la cámara, recomendamos utilizar uno de nuestros cables USB3 para conectar la cámara. Por ejemplo, puede utilizar nuestro cable USB3 de 1 metro o el cable USB3 de 4,6 metros. Para simplificar el proceso de montaje de la cámara, recomendamos utilizar una placa de montaje para trípode.
Además, para proteger la cámara y el objetivo del polvo y la suciedad, el experto en visión por máquina recomendó utilizar nuestra carcasa de aluminio para cámara de visión por máquina. Esta carcasa industrial impermeable protege la configuración de la cámara en el entorno de producción polvoriento donde se encuentra la cinta transportadora y está instalado el sistema de visión. La carcasa de aluminio incluye dos anillos de extensión, ambos necesarios para extender el tubo del objetivo. Esto se debe a que el objetivo tiene una longitud entre 30 mm y 45 mm (33,9 mm). Por favor, consulte la página del producto de la carcasa para ver el vídeo de instalación.
Software de visión por computadora para la detección de objetos en cintas transportadoras
Como se mencionó, se requiere software de procesamiento de imágenes para detectar los objetos en la cinta transportadora. Esta cámara de 3MP es, al igual que nuestras otras cámaras industriales, compatible con GenIcam, lo que significa que puede utilizarse con una variedad de software de terceros, incluyendo MvTec Halcon, Cognex Visión Pro, OpenCV y software para Arm Boards.
Para comenzar, nuestro Kit de Desarrollo de Software (SDK) puede descargarse de forma gratuita en nuestro sitio web. En este SDK, se pueden configurar parámetros de la cámara como el tiempo de exposición y la frecuencia de imagen. Además, se puede capturar y guardar una primera imagen. El SDK es compatible con sistemas operativos como Windows, Linux y Android, y es compatible con PC convencionales e industriales y plataformas ARM. El SDK admite lenguajes de programación como C++, C#/.NET y Python.
Nuestro cliente tiene como objetivo detectar los huevos y defectos desarrollando su propio software en Python. Nuestro SDK proporciona programas de ejemplo, incluyendo la muestra de Python para adquirir imágenes. Uno de los artículos en nuestro Centro de Conocimiento ofrece más información sobre el uso de una muestra de Python utilizando PyCharm.
Soporte para aplicaciones de Visión por computadora
¿Podemos ofrecerle soporte en la selección de la mejor solución de Visión por computadora para la detección de objetos en sistemas de cintas transportadoras? ¿O una aplicación de visión similar? Simplemente comparta los requisitos de su aplicación y le asesoraremos sobre el objetivo y la cámara más adecuados para su proyecto.
