Caméras de vision industrielle pour le tri et le recyclage des déchets
L’un des clients de VA Imaging nous a contactés pour obtenir de l’aide dans la sélection d’une configuration de caméra de
vision industrielle adaptée au tri des déchets. L’un de nos experts en vision a conseillé l’entreprise de recyclage sur une configuration complète basée sur les spécifications de son application. Cet article décrit en seulement 5 étapes comment tous les composants de vision du système de tri et de recyclage des déchets ont été sélectionnés. Souhaitez-vous recevoir des conseils personnalisés pour votre application ? Partagez simplement ci-dessous certaines spécifications de votre projet et nous vous contacterons.
Sélection de la caméra pour le système de tri des déchets
La recommandation de la configuration adaptée à l'application de tri des déchets commence par la sélection d'une caméra de vision industrielle appropriée. L'expert en vision de VA Imaging a recommandé d'utiliser notre caméra 16MP « ME2S-1610-24U3C » avec le capteur Sony IMX542 en raison
des exigences suivantes demandées par le client.
Tout d'abord, une interface USB3 a été recommandée comme interface de caméra. Cela reposait sur le fait que le client pouvait bénéficier d'une bande passante quatre fois plus élevée par rapport à une caméra GigE. En outre, l'interface USB3 est recommandée pour les applications où la distance entre le PC et la caméra ne dépasse pas 4,6 mètres en raison de la longueur limitée du câble. Dans l'application du client, cette longueur était d'environ 4 mètres. Par ailleurs, différentes couleurs de déchets devaient être détectées. C'est pourquoi une caméra couleur a été conseillée.
De plus, le choix a été fait d'utiliser une caméra à global shutter plutôt qu'une caméra à rolling shutter. Les caméras à global shutter sont utilisées dans les applications où la caméra ou l'objet est en mouvement pendant la capture de l'image. Dans ce cas, le convoyeur est en mouvement et ne s'arrête pas pendant la capture d'image. Une caméra à rolling shutter, qui fonctionne très bien pour les applications statiques, ne convient pas à cet usage. L'utilisation d'une caméra à rolling shutter entraînerait de nombreuses distorsions d'image dues au mouvement. Toutes les canettes, bouteilles et autres déchets sur le convoyeur peuvent paraître « penchés » ou « inclinés ». Dans les applications industrielles telles que le tri des déchets, cette distorsion entraîne une détection imprécise, car certains déchets peuvent ne pas apparaître tels qu'ils sont réellement. Une caméra à global shutter évite ces erreurs en capturant des images réalistes et non déformées. Vous trouverez plus d'informations sur Global shutter vs. Roulant shutter dans cet article de notre Centre de connaissances.
Le client ne savait pas quelle résolution était requise pour reconnaître les différents types de déchets. C'est pourquoi notre expert en vision industrielle a proposé d'aider à calculer celle-ci sur la base de deux spécifications : le champ de vision (FOV) requis en mm et la résolution du système (mm/pixel). Le convoyeur sur lequel les déchets se déplacent a une largeur de 425mm qui devait être visualisée. La hauteur n'était pas importante. Une résolution du système d'au moins 0,1mm/pixel était requise.
Sur la base de ces informations, une caméra de vision industrielle d'au moins 4250 pixels de large devait être sélectionnée. Notre caméra 16MP s'est avérée être une excellente solution. Cette caméra possède 5320x3032 pixels, ce qui permet d'obtenir une résolution du système de seulement 0,08mm/pixel. Le calcul est présenté à la Figure 1, le calcul de résolution créé dans Microsoft Excel.
En conclusion, cette caméra couleur 16MP équipée du capteur IMX542 offre une solution de caméra de vision industrielle abordable pour le tri et le recyclage des déchets, tout en bénéficiant de la haute résolution et de la sensibilité à la lumière.
Sélection de l'objectif pour la caméra IMX542
Pour que la caméra vision 16MP fonctionne, l’expert en vision de VA Imaging a sélectionné un objectif à monture C approprié pour la caméra. La distance focale appropriée de l’objectif a été calculée par l’expert en vision sur la base de deux spécifications : le champ de vision (FOV) en mm et la distance de travail en mm. La distance de travail est la distance entre l’objet et la caméra. En outre, il est important de sélectionner un objectif adapté à la taille du capteur de la caméra 16MP. La caméra à capteur 16MP possède une taille de capteur d'image de 1.1”, le Sony IMX542
Pour calculer l'objectif à monture C le mieux adapté à cette caméra de vision industrielle, VA Imaging propose son propre outil de calcul en ligne. La longueur focale a pu être calculée sur la base de la résolution de la caméra, du champ de vision requis et de la distance de travail. Le client a indiqué qu'il souhaitait voir une largeur d'au moins 425 mm à une distance de travail comprise entre 950 et 1350 mm.
Notre objectif 35MM à monture C 'VA-LCM-25MP-35MM-F2.4-120' s'est avéré être un excellent objectif pour l'appareil photo 16MP. L'utilisation de notre objectif 35 mm à une distance de travail d'environ 1056 mm donne un champ de vision de 425 x 242 mm. La figure 2 illustre le calcul de la longueur focale de l'objectif.
Accessoires pour le système de tri des déchets
Les caméras de vision industrielle, telles que la caméra 16MP, doivent être connectées à un PC. Afin d’assurer une connexion stable entre ce PC et la caméra de vision industrielle, l’expert en vision industrielle a conseillé d’utiliser l’un des câbles USB3 de VA Imaging. Pour ce système de vision de tri des déchets, notre câble USB3 de 4,6 mètres a été recommandé, car la longueur entre le PC du client et la caméra est de 4 mètres.
De plus, notre plaque de montage sur trépied pour cette caméra avec capteur IMX542 a été sélectionnée par l’expert en vision pour faciliter l’intégration du système de reconnaissance des déchets.
Éclairage de vision industrielle pour la reconnaissance des déchets
Il est fortement recommandé d’ajouter un éclairage de vision industrielle à une application de tri des déchets comme ce système de vision. Le client a indiqué à l’expert en vision industrielle de VA Imaging que l’environnement de l’usine où l’installation sera placée n’était pas bien éclairé. C’est pourquoi il a été décidé de placer un caisson fermé autour du convoyeur sur lequel les déchets seront détectés.
Les produits sur le convoyeur sont tous très différents. Des canettes aux bouteilles, dans toutes sortes de matériaux et de couleurs, ils doivent être détectés pour assurer un tri correct des déchets et leur recyclage ultérieur. Afin d’éclairer tous les déchets aussi uniformément que possible et avec un minimum de reflets, il est recommandé d’utiliser 2 de nos LED spots: LED spot industriel VA SL-90x80-W. L’un des principaux avantages de ce système de tri des déchets est que les LED spots sont fournis avec trois objectifs optiques. En choisissant le bon objectif optique (30,60 ou 90 degrés), ils peuvent être placés selon l’angle optique offrant la lumière la plus adaptée à l’application. Cela offre une grande flexibilité au client.
Pour exclure toute lumière ambiante dans l’usine, notre expert en vision industrielle a également recommandé de construire un caisson autour du convoyeur. Il est conseillé de rendre l’intérieur du caisson complètement blanc, par exemple en le peignant. Placez ensuite les LED spots sur deux côtés intérieurs du caisson et orientez-les vers le haut. De cette manière, la lumière « rebondit » vers le plafond du caisson puis vers les déchets présents sur le convoyeur. La lumière sera répartie uniformément.
Pour alimenter les deux éclairages LED, notre alimentation 24V 150W a été recommandée. Cette alimentation fonctionne comme un contrôleur d’éclairage, permettant de déclencher et de régler l’intensité des LED spots. En outre, des câbles de rallonge peuvent être sélectionnés sur notre site web si nécessaire.
Logiciel de traitement d'images pour la reconnaissance des déchets
Ce client spécifique n'avait encore aucune expérience dans la sélection de matériel pour un système de vision de tri des déchets. Cependant, son entreprise était très expérimentée dans l'écriture et la mise en œuvre de logiciels. Pour cette application spécifique de vision industrielle de tri des déchets, le client préférait écrire son propre logiciel en Python. Il a décidé de consulter notre SDK gratuit pour obtenir des programmes d'exemple, y compris l'échantillon Python permettant d'acquérir des images. L'un des articles de notre Centre de connaissances fournit davantage d'informations sur l'utilisation d'un échantillon Python avec PyCharm.
Pour la programmation initiale, notre kit de développement logiciel (SDK) gratuit a été utilisé pour capturer et enregistrer des images et définir les paramètres de la caméra pour le tri des déchets. Le SDK prend en charge des systèmes d'exploitation, notamment Windows, Linux et Android, et est compatible avec les PC standard et industriels ainsi qu'avec les plateformes ARM. Le SDK prend en charge des langages de programmation tels que C++, C#/.NET et, pour ce système de vision : Python.
Prise en charge des applications de vision artificielle
Vous souhaitez bénéficier du soutien de l’un de nos experts en vision industrielle pour la meilleure solution de vision industrielle pour le tri des déchets ? Ou une autre application similaire de recyclage ou de gestion des déchets ? N’hésitez pas à nous contacter en utilisant le formulaire via ce lien : Assistance pour l’application Vision.