Détection d'objets sur un tapis roulant : comment utiliser la vision par ordinateur ?
Max Reijngoudt
Le positionnement correct des caméras de vision par ordinateur est nécessaire pour la détection d'objets dans les systèmes de convoyeurs à bande. Imaginez un environnement de production dans lequel des produits de toutes formes et tailles circulent sur un tapis roulant. Il peut s'agir d'une usine de fruits, d'un grand centre logistique ou d'un fabricant de pièces automobiles. Cet article se concentrera sur l'utilisation de caméras de vision par ordinateur pour la détection d'objets d'œufs. Un système de vision doit être placé au-dessus du tapis roulant pour garantir la capture d'images de haute qualité pour la détection des œufs. Le résultat devrait être que tous les œufs seront comptés et que chaque caisse à l'extrémité du tapis roulant sera remplie d'exactement 120 œufs. De plus, les œufs présentant des taches anormales doivent être filtrés. En seulement cinq étapes, cet article vous guidera dans la sélection du matériel de caméra de vision par ordinateur pour votre système de vision.
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Sélection de caméra de vision par ordinateur
L'un de nos experts en vision artificielle a commencé par recommander une caméra de vision artificielle adaptée au système de détection d'objets du client. Nous lui avons conseillé d'utiliser notre caméra USB3 3MP « MER2-302-56U3C » en raison des exigences du système. Le client prévoyait de placer la caméra au-dessus du tapis roulant à une distance d'environ 3 mètres du PC. C'est pourquoi nous lui avons conseillé d'utiliser une caméra avec une interface USB3. Pour les applications où il n'y a pas de préférence pour une interface spécifique, une caméra d'interface USB3 est recommandée pour plusieurs raisons. Tout d'abord, par rapport à une caméra d'interface Gigabit Ethernet, une caméra USB3 a une bande passante quatre fois supérieure. En général, nos caméras USB3 offrent un avantage de prix et un seul câble USB3 est nécessaire pour permettre à la fois la transmission de données et l'alimentation.
Toutes nos caméras industrielles standard, qui sont utilisées pour des applications telles que la détection d'objets sur le tapis roulant, sont disponibles en monochrome et en couleur. Pour cette application, le client a préféré utiliser une caméra couleur plutôt qu'une caméra monochrome, qui capture des images en noir et blanc. En choisissant une caméra de vision par ordinateur couleur, la configuration est à l'épreuve du temps pour leur souhait de détecter un jour les couleurs pour la différenciation des taches.
De plus, le choix entre une caméra de vision par ordinateur à obturateur global ou à obturateur roulant doit être fait. Notre expert en vision a conseillé d'utiliser une caméra à obturateur global. Cela était lié au fait que la détection d'objet devait être effectuée pendant que le tapis roulant est en mouvement. Les caméras à obturateur global sont utilisées pour les applications où la caméra ou l'objet se déplace pendant que les images sont capturées. Vous trouverez plus d'informations sur les caméras à obturateur global et à obturateur roulant en cliquant sur le lien.
De plus, nous avons aidé le client à déterminer la résolution de caméra requise. Le client ne savait pas encore quelle résolution était nécessaire pour la détection d'objet sur le tapis roulant. Chaque fois que l'objet est capturé sur le tapis roulant, il doit être détecté comme un œuf et vérifié pour les taches. Le client nous a informé que les œufs ne sont pas toujours positionnés au même endroit sur le tapis roulant. Cependant, il savait que les œufs seront situés dans une zone de 300 x 240 mm maximum. C'est ce que nous appelons le champ de vision requis (FOV). Un seul œuf a une longueur comprise entre 55 et 57 mm. Les taches sur les œufs qui doivent être détectées sont de 0,5 x 0,5 mm ou plus.
Pour voir ces plus petits détails de seulement 0,5 mm, une résolution système de 0,16 mm/pixel est requise. Ceci est basé sur trois pixels par plus petit détail. Une caméra de vision par ordinateur avec au moins 1800 x 1440 pixels (2,59 MP) est nécessaire pour couvrir l'intégralité du champ de vision.
C'est pourquoi notre caméra 3 MP avec 2048 x 1536 pixels offre une excellente solution à monter au-dessus du tapis roulant. En utilisant cette caméra de vision par ordinateur pour la détection d'objets, des taches de 0,5 mm peuvent également être détectées.
En conclusion, notre caméra 3 MP offre une solution de caméra de vision par ordinateur à bas prix pour la détection d'objets sur un tapis roulant tout en bénéficiant d'une fréquence d'images élevée et d'une interface USB3 facile à utiliser.
Objectif pour caméra de vision par ordinateur 3MP
Chaque caméra de vision par ordinateur à monture C nécessite un objectif adapté. L'objectif à monture C le mieux adapté à cette application de bande transporteuse a été recommandé par l'expert en vision industrielle sur la base de quelques spécifications. Pour déterminer la bonne distance focale de l'objectif pour atteindre un certain angle d'ouverture, il est important de connaître le champ de vision (FOV) requis. Il s'agit de la surface totale (horizontale et verticale en mm) de la bande transporteuse que le client souhaite capturer avec la caméra de vision par ordinateur. Pour cette application, le champ de vision requis est de 300 x 240 mm. Le client a préféré avoir une distance de travail (WD) comprise entre 600 et 800 mm. Il s'agit de la distance entre l'objet à détecter et la caméra située au-dessus de la bande transporteuse.
La caméra de vision USB3 recommandée a une résolution de 2048 x 1536 pixels et une taille de pixel de 3,45 µm. Pour calculer la distance focale de l'objectif à monture C à utiliser, notre outil de calcul d'objectif en ligne peut être utilisé. L'image montre que le remplissage des spécifications dans cet outil donne une distance focale calculée de 16 MM.
Calculateur d'objectif
Notre objectif 5MP 16MM à monture C pour caméras de vision par ordinateur avec une taille de capteur maximale de 2/3", s'est avéré être une excellente solution. Cet objectif à monture C fait partie de notre série d'objectifs 5MP très sensibles à la lumière, dans lesquels l'ouverture (à partir de F1.4) et la mise au point peuvent être réglées et fixées par des vis. Un champ de vision légèrement plus grand de 320x240 mm sera visible lors de l'utilisation de la caméra 3MP avec cet objectif 16MM.
Accessoires pour applications de vision par ordinateur
Toutes nos caméras de vision artificielle, comme la caméra 3MP recommandée, doivent être connectées à un PC. Les PC disposent de processeurs rapides et de GPU puissants, leur permettant de capturer, de traiter et d'analyser des images rapidement et efficacement. Un logiciel supplémentaire pour la détection d'objets doit être utilisé pour le traitement des images. Pour garantir une connexion stable entre le PC et la caméra, nous vous conseillons d'utiliser l'un de nos câbles USB3 pour connecter la caméra. Par exemple, notre câble USB3 de 1 mètre ou notre câble USB3 de 4,6 mètres peuvent être utilisés. Pour simplifier le processus de montage de la caméra, nous recommandons d'utiliser une plaque de montage pour trépied.
De plus, pour protéger la caméra et l'objectif de la poussière et de la saleté, l'expert en vision artificielle a conseillé d'utiliser notre boîtier de caméra de vision artificielle en aluminium. Ce boîtier industriel étanche protège la configuration de la caméra dans l'environnement de production poussiéreux où se trouve le tapis roulant et où le système de vision est installé. Le boîtier en aluminium comprend deux anneaux d'extension, qui sont tous deux nécessaires pour étendre le tube de l'objectif. En effet, l'objectif a une longueur comprise entre 30 mm et 45 mm (33,9 mm). Veuillez consulter la page produit du boîtier pour la vidéo d'installation.
Logiciel de vision par ordinateur pour la détection d'objets sur bande transporteuse
Comme mentionné précédemment, un logiciel de traitement d'image est nécessaire pour détecter les objets sur le tapis roulant. Cette caméra 3MP est, comme nos autres caméras industrielles, compatible GenIcam, ce qui signifie qu'elle peut être utilisée avec une variété de logiciels tiers, notamment les logiciels MvTec Halcon, Cognex Vision Pro, OpenCV et Arm Boards.
Pour commencer, notre kit de développement logiciel (SDK) peut être téléchargé gratuitement sur notre site Web. Dans ce SDK, les paramètres de la caméra tels que le temps d'exposition et la fréquence d'images peuvent être définis. De plus, une première image peut être créée et enregistrée. Le SDK prend en charge les systèmes d'exploitation tels que Windows, Linux et Android et est compatible avec les PC classiques et industriels et les plates-formes ARM. Le SDK prend en charge les langages de programmation tels que C++, C#/.NET et Python.
Notre client vise à détecter les œufs et les défauts en écrivant son propre logiciel en Python. Notre SDK fournit des exemples de programmes, notamment l'exemple Python pour acquérir des images. L'un des articles de notre centre de connaissances fournit plus d'informations sur l'utilisation d'un exemple Python à l'aide de PyCharm.
Prise en charge des applications de vision par ordinateur
Pouvons-nous vous aider à choisir la meilleure solution de vision par ordinateur pour la détection d'objets dans les systèmes de convoyeurs à bande ? Ou une application de vision similaire ? Partagez simplement les exigences de votre application et nous vous conseillerons sur l'objectif et la caméra les mieux adaptés à votre projet.
