Solution de vision par ordinateur pour l'inspection des insectes
Max Reijngoudt
Les caméras de vision par ordinateur peuvent être utilisées pour diverses applications. Cet article vous guide dans la sélection de la solution de vision par ordinateur adaptée à l'inspection des insectes. Pour inspecter de petits objets, tels que des insectes, un système d'inspection de haute qualité est nécessaire. En seulement cinq étapes, nous vous proposons une solution de vision par ordinateur pour l'inspection des insectes qui peut également être utilisée pour diverses autres applications d'inspection. Le logiciel de vision par ordinateur doit être utilisé en complément de la caméra industrielle, de l'objectif et de l'éclairage pour améliorer le traitement de l'image. Ainsi, des caractéristiques telles que le type d'objet, le positionnement et la forme de l'insecte peuvent être détectées.
Table of contents
Sélection des caméras de vision par ordinateur
L'un de nos experts en vision artificielle a commencé par conseiller à notre client une caméra de vision artificielle adaptée au système d'inspection des insectes. Nous recommandons d'utiliser notre caméra USB3 20MP « MER2-2000-19U3M » en raison de quelques spécifications requises par le client. Une interface de caméra USB3 a été conseillée en raison de plusieurs avantages. Une caméra USB3 a une bande passante 4 fois supérieure à celle d'une caméra Gigabit Ethernet (GigE), permet la transmission de données et l'alimentation via un seul câble et offre un avantage de prix. De plus, une caméra monochrome a été choisie au lieu d'une caméra de vision artificielle couleur car le client ne voulait pas voir les détails de couleur des insectes. Une caméra monochrome capture des images en noir et blanc et est trois fois plus sensible à la lumière qu'une caméra couleur.
De plus, le client voulait capturer des images d'insectes immobiles. Les insectes ne marchaient pas ou ne volaient pas au moment où l'image a été prise. C'est pourquoi nous conseillons d'utiliser une caméra à obturateur roulant plutôt qu'une caméra à obturateur global pour ce système d'inspection d'insectes spécifique. Vous trouverez plus d'informations sur Global shutter vs. Rolling shutter dans cet article de notre centre de connaissances.
L'un de nos experts en vision par ordinateur a été sollicité pour déterminer la résolution de caméra requise. Le client ne connaissait pas la résolution requise pour ce système de vision d'inspection d'insectes. L'insecte a été placé dans un petit tunnel fermé, pour s'assurer qu'il reste toujours dans la même position. L'insecte est toujours positionné dans un espace de 16 x 10,5 mm maximum. Il s'agit donc du champ de vision (FOV) souhaité. Pour exécuter l'inspection des insectes et voir les plus petits détails de 0,001 mm x 0,001 mm, une résolution système de 0,003 mm/pixel était requise (sur la base de trois pixels par plus petit détail). Une caméra de vision par ordinateur d'au moins 4950 x 3300 pixels pour couvrir l'intégralité du champ de vision est nécessaire. Le capteur Sony IMX183 de la caméra de vision par ordinateur 20MP a 5496 x 3672 pixels.
En conclusion, cette caméra 20MP offre une solution de caméra de vision par ordinateur à bas prix pour l'inspection des insectes tout en bénéficiant de la haute résolution et de l'interface USB3 facile à utiliser.
Objectif pour caméra de vision par ordinateur 20MP
Le champ de vision requis dans cette application d'inspection est d'au moins 16x10,5 mm. Comme il s'agit d'une zone très petite, nous conseillons d'utiliser un objectif télécentrique. Les objectifs télécentriques sont utilisés dans les applications de vision par ordinateur où des mesures très précises sont nécessaires. En effet, un objectif télécentrique n'a presque aucune distorsion, aucune erreur de perspective et aucun ombrage d'objectif. La distance de travail fixe et le nombre F fixe de l'objectif télécentrique doivent être pris en compte lors de l'utilisation d'un objectif télécentrique.
La caméra 20MP sélectionnée pour ce système d'inspection des insectes dispose d'un capteur d'image de 1", le capteur Sony IMX183. Pour calculer l'objectif télécentrique le plus adapté à cette caméra de vision par ordinateur, nous avons utilisé notre outil de calcul d'objectif télécentrique en ligne. En fonction de la résolution de la caméra et de la taille des pixels de la caméra, le grossissement de l'objectif télécentrique requis peut être calculé.
Pour capturer des images d'un champ de vision d'au moins 16x10,5 mm, le calculateur indique qu'un grossissement de l'objectif de 0,82X ou moins est requis. Lorsque vous visitez notre page d'objectifs télécentriques, une variété d'objectifs télécentriques sont présentés. Le client qui utilisera cet objectif pour l'inspection des insectes était toujours flexible en termes de distance de travail, avec ses exigences d'une distance de travail comprise entre 50 et 350 mm. Notre objectif télécentrique à grossissement de 0,8X pour des capteurs d'image de 1,1" maximum s'avère être une excellente solution de vision par ordinateur pour l'inspection des insectes. Notre outil de calcul d'objectif télécentrique montre que l'utilisation de cet objectif télécentrique en combinaison avec la caméra de vision par ordinateur de 20 MP donne un champ de vision légèrement plus grand : 11,02 x 16,49 mm. La distance de travail fixe de 110 mm de cet objectif télécentrique à grossissement de 0,8X correspond aux spécifications du client.
Calculateur d'Objectif Télécentrique
Accessoires pour applications de vision par ordinateur
Nos caméras de vision par ordinateur, comme la caméra 20MP recommandée, doivent être connectées à un PC et un logiciel doit être utilisé pour traiter les images. Pour garantir une connexion stable entre le PC et la caméra, nous vous conseillons d'utiliser l'un de nos câbles USB3. Par exemple, pour ce système de vision d'inspection des insectes, un câble USB3.0 de 4,6 mètres est utilisé.
En plus d'ajouter un câble USB3 à la configuration de la caméra, une plaque de montage pour trépied a été sélectionnée pour une intégration facile du système d'inspection des insectes.
Éclairage pour l'inspection des insectes
Pour mettre en valeur les détails des insectes et augmenter le contraste, un éclairage de vision artificielle est ajouté au système d'inspection des insectes. Pour exécuter l'inspection d'objets très petits comme les insectes, une lumière annulaire offre la meilleure solution de vision par ordinateur. En plaçant une lumière annulaire au-dessus des insectes, on obtient une lumière qui peut éclairer uniformément, fournissant une image où toutes les caractéristiques des insectes sont clairement visibles.
Notre anneau lumineux à champ clair de taille standard, qui est même disponible en lumière blanche dans notre stock Express local, offre une solution d'éclairage de vision par ordinateur appropriée. Dans la plupart des applications de vision par ordinateur standard, l'éclairage blanc est le plus souvent utilisé. Outre la lumière blanche, notre éclairage de vision artificielle est également disponible en types de lumière rouge, verte et bleue. En particulier pour cette application de vision par ordinateur où des images sont capturées pour l'inspection des insectes, une lumière rouge est conseillée au lieu d'une lumière blanche. Les insectes ne sont pas capables de voir les longueurs d'onde du spectre de lumière rouge. De cette façon, les insectes ne seront pas affectés par la lumière vive.
Afin de faciliter la possibilité de gradation de la lumière, notre contrôleur de lumière 24 V/60 W, qui sert également d'alimentation électrique, a été suggéré. Il convient toutefois de noter qu’une alimentation standard de 24 V peut également répondre à cette exigence.
Logiciel de vision par ordinateur pour l'inspection des insectes
Une seule caméra, un seul objectif et un seul éclairage ne suffisent pas à constituer un système complet d'inspection des insectes. Pour la solution de vision par ordinateur proprement dite, un logiciel de traitement d'image est nécessaire pour détecter tous les détails des insectes. Nos caméras sont compatibles avec GenIcam, ce qui signifie qu'elles peuvent être utilisées avec une variété de logiciels tiers, notamment MvTec Halcon, NI Labview, Cognex Vision Pro, Matlab, OpenCV et les logiciels Arm Boards.
Pour la première programmation, notre kit de développement logiciel (SDK) gratuit peut être utilisé pour capturer et enregistrer des images et définir les paramètres de la caméra pour l'inspection des insectes. 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 plateformes ARM. Le SDK prend en charge les langages de programmation tels que C++, C#/.NET et Python. Il est possible d'acquérir des langages supplémentaires sur demande, ceux-ci ne sont pas inclus dans le package standard.
Dans cet exemple d'application de vision par ordinateur d'inspection des insectes, le client a préféré écrire son propre logiciel en Python. Notre SDK peut être consulté pour des exemples de programmes, y compris 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
Vous souhaitez bénéficier du soutien de l’un de nos experts en vision artificielle pour vous proposer la meilleure solution de vision par ordinateur pour l’inspection des insectes ? Ou une autre application de vision par ordinateur similaire ? N’hésitez pas à nous contacter en utilisant le formulaire ci-dessous !
