Caméras de vision industrielle pour le tri et le recyclage des déchets
Max Reijngoudt
Les technologies de pointe, telles que la vision industrielle, jouent un rôle de plus en plus crucial dans l'amélioration du tri et du recyclage des déchets. Un système de vision équipé de caméras de vision industrielle rend le recyclage plus rapide et plus précis. Le plus souvent, ces caméras sont installées au-dessus des bandes transporteuses dans les installations de recyclage. Au fur et à mesure que les déchets se déplacent sur le tapis, les caméras prennent des photos de haute qualité des articles. À l'aide d'un logiciel de vision artificielle, les caméras peuvent reconnaître rapidement différents matériaux tels que les plastiques, les métaux et le papier. Ce processus automatisé permet de trier correctement les déchets, de réduire les erreurs et d'économiser du temps et de l'argent.
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L'un des clients de VA Imaging a demandé de l'aide pour sélectionner une configuration de caméra de vision industrielle adaptée pour le tri des déchets.
pour le 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 leur application. Cet article décrit en 5 étapes seulement comment tous les composants de vision pour le système de tri et de recyclage des déchets ont été sélectionnés. Vous souhaitez recevoir des conseils personnalisés pour votre application ? Partagez simplement les spécifications de votre projet ci-dessous et nous vous contacterons.
Sélection de la caméra pour le système de tri des déchets
La sélection d'une caméra de vision industrielle appropriée est la première étape à franchir pour obtenir la bonne configuration pour l'application de tri des déchets. L'expert en vision de VA Imaging a recommandé l'utilisation de 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 la caméra. En effet, le client pouvait bénéficier d'une bande passante quatre fois supérieure à celle d'une caméra Gigabit Ethernet (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. En outre, il fallait détecter des déchets de différentes couleurs. C'est pourquoi une caméra couleur a été conseillée.
En outre, le choix s'est porté sur une caméra à obturateur global plutôt que sur une caméra à obturateur roulant. Les caméras à obturateur global sont utilisées dans les applications où la caméra ou l'objet se déplace pendant que l'image est capturée. Dans le cas présent, le tapis roulant est en mouvement et ne s'arrête pas pendant la capture de l'image. Une caméra à obturateur roulant, qui fonctionne très bien pour les applications stationnaires, n'est pas adaptée à cet usage. L'utilisation d'une caméra à obturateur roulant entraînerait une forte distorsion de l'image en raison du mouvement. Toutes les boîtes de conserve, bouteilles et autres déchets sur le tapis roulant peuvent apparaître « penchés » ou « inclinés ». Dans les applications industrielles telles que le tri des déchets, cette distorsion entraîne une détection inexacte, car certains déchets n'apparaissent pas tels qu'ils sont en réalité. Une caméra à obturation globale évite ces erreurs en capturant des images réalistes et non déformées. Pour plus d'informations sur l'obturateur global et l'obturateur roulant, consultez cet article dans notre Centre de connaissances.
Le client ne savait pas quelle résolution était nécessaire pour reconnaître les différents types de déchets. C'est pourquoi notre expert en vision industrielle a proposé de l'aider à la calculer sur la base de deux spécifications : le champ de vision (FOV) requis en mm et la résolution du système (mm/pixel). Le tapis roulant sur lequel se déplacent les déchets a une largeur de 425 mm qui doit être représentée. La hauteur n'est pas importante. Une résolution du système d'au moins 0,1 mm/pixel était nécessaire.
Sur la base de ces informations, une caméra de vision industrielle d'une largeur d'au moins 4 250 pixels devait être sélectionnée. Notre caméra 16MP s'est avérée être une excellente solution. Cette caméra a 5320x3032 pixels, ce qui donne une résolution de système de 0,08 mm/pixel. Le calcul est illustré à la figure 1, le calcul de la résolution étant créé dans Microsoft Excel.
En conclusion, cette caméra couleur 16MP avec le capteur IMX542 offre une solution de vision industrielle abordable pour le tri et le recyclage des déchets, tout en bénéficiant d'une résolution et d'une sensibilité à la lumière élevées.
Sélection de l'objectif pour la caméra IMX542
Pour que la caméra de vision 16MP fonctionne, l'expert en vision de VA Imaging a sélectionné un objectif à monture C approprié pour la caméra. L'expert en vision a calculé la bonne longueur focale de l'objectif sur la base de deux autres 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 choisir un objectif adapté à la taille du capteur de la caméra 16MP. L'appareil photo 16MP a un capteur d'image d'une taille de 1,1 pouce, le capteur 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, comme la caméra 16MP, doivent être connectées à un ordinateur. Pour 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.
En outre, notre plaque de montage sur trépied pour cette caméra à capteur IMX542 a été choisie 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 un système de vision comme cette application de tri des déchets. Le client a déclaré 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 ils ont décidé de placer une boîte fermée autour du tapis roulant où les déchets seront détectés.
Les produits sur le tapis roulant sont tous très différents. Des canettes aux bouteilles, dans toutes sortes de matériaux et de couleurs, ils doivent être détectés pour un tri et un recyclage corrects des déchets par la suite. Pour éclairer tous les déchets de la manière la plus uniforme possible et avec un minimum de réflexion, il est recommandé d'utiliser 2 de nos spots LED : Spot LED industriel VA SL-90x80-W. L'un des plus grands avantages de ce système de tri des déchets est que les spots LED sont livrés avec trois lentilles optiques. En choisissant la bonne lentille optique (30, 60 ou 90 degrés), ils peuvent être placés dans l'angle optique qui donne la lumière la plus idéale pour l'application. Cela offre beaucoup de flexibilité au client.
Pour exclure toute lumière ambiante dans l'usine, notre expert en vision industrielle a également recommandé de construire une boîte autour du tapis roulant. Le conseil est de rendre la boîte, par exemple en la peignant, entièrement blanche de l'intérieur. Placez ensuite les spots LED sur deux côtés intérieurs de la boîte et positionnez-les vers le haut. De cette façon, la lumière « rebondit » vers le plafond de la boîte et vers le bas sur les déchets qui se trouvent sur le tapis roulant. La lumière sera répartie uniformément.
Pour alimenter les deux lumières LED, notre alimentation 24V 150W a été recommandée. Cette alimentation fonctionne comme un contrôleur de lumière, permettant de déclencher et de tamiser les spots LED. De plus, des câbles d'extension peuvent être sélectionnés sur notre site Web si vous le souhaitez.
Logiciel de traitement d'images pour la reconnaissance des déchets
Ce client n'avait pas encore d'expérience dans la sélection de matériel pour un système de tri des déchets par vision. Cependant, son entreprise était très expérimentée dans l'écriture et la mise en œuvre de logiciels. Pour cette application spécifique de vision artificielle du tri des déchets, le client a préféré écrire son propre logiciel en Python. Il a décidé de consulter notre SDK gratuit pour 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.
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 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 pour ce système de vision : Python.
Prise en charge des applications de vision artificielle
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