Sistema di classificazione e selezione di ortaggi con telecamere di visione
Quando si desidera ispezionare la qualità degli ortaggi come carote, pomodori, patate, cetrioli, lattuga, cipolle, melanzane, fagiolini, zucchine e peperoni, ecc. in termini di lunghezza, crepe superficiali, dimensioni, forma e colore, l’implementazione di un sistema di visione di alta qualità è fondamentale per identificare questi parametri su un nastro trasportatore. Sappiamo che può essere difficile determinare la giusta configurazione della Telecamera, illuminazione e software. In pochi passaggi, questo articolo ti guida nella scelta dell’hardware e del software di visione più adatti.
Uno dei nostri ingegneri di visione consiglia un esempio di configurazione di prova con Telecamera e software per questo sistema di visione per la classificazione delle verdure. Tramite i link, i nostri prodotti e prezzi sono immediatamente visibili per fornire accesso diretto alle informazioni su questo sistema di visione per la classificazione delle verdure.
Per questa applicazione, il nostro cliente ha richiesto di rilevare la qualità di taglio delle carote e classificarle in base alle foto scattate con le nostre telecamere industriali. Aveva bisogno di classificare le carote danneggiate separatamente da quelle sane. L'utilizzo di un sistema di visione artificiale per rilevare i parametri gli ha consentito di approvare o rifiutare le crepe sulle carote per un ulteriore utilizzo.
Selezione di Telecamere industriali
Innanzitutto, iniziamo con la selezione della telecamera industriale per il sistema di visione di classificazione e selezione delle verdure. La raccomandazione è stata la nostra telecamera GigE da 1,60 MP MER2-160-75GC-P basata sulle specifiche e sui dettagli dell'applicazione del nostro cliente.
Innanzitutto, il cliente non sapeva quale interfaccia della telecamera gli servisse e non aveva preferenze specifiche in merito all'interfaccia. Quando la distanza tra un PC e una Telecamera è inferiore a 4,6 metri, si consiglia una telecamera USB3 per beneficiare della bandwidth 4 volte superiore rispetto a una Telecamera GigE, della trasmissione dati e dell'alimentazione tramite un solo cavo e del vantaggio di prezzo.
Per differenziare i colori, è stata selezionata una Telecamera a colori. Poiché le verdure si muovono su un nastro trasportatore rolling, per questo specifico sistema di visione per la classificazione delle carote consigliamo di utilizzare una Telecamera Global shutter anziché una Telecamera rolling shutter. Maggiori informazioni su Global shutter vs. Rolling shutter sono disponibili in questo articolo nel nostro Centro di conoscenza.
Successivamente, per poter misurare il frame rate della Telecamera e il numero di acquisizioni necessarie al secondo, abbiamo chiesto al cliente la velocità effettiva del nastro trasportatore e, sulla base della velocità di circa 19 m/s, abbiamo calcolato il frame rate richiesto della Telecamera, pari a 75 fps.
Per determinare la risoluzione richiesta, che per il ricercatore era ancora incerta in precedenza, gli abbiamo offerto supporto calcolandola in base ai dettagli più piccoli che desiderava acquisire sulla superficie delle carote, come crepe e danni. Per visualizzare le crepe più piccole di circa 0,85 mm all'interno del campo visivo di circa 400*300 mm, è necessaria una risoluzione di sistema di 1,6 MP. In base a 3 pixel per i dettagli delle crepe più piccole, erano necessari almeno 1440*1080 pixel. La nostra Telecamera MER2-160-75GC-P da 1,6 MP con il sensore Sony IMX273 offre un'eccellente soluzione ad alta risoluzione per il rilevamento accurato di crepe e danni nella classificazione qualitativa di carote/verdure.
Obiettivo per sensore Sony IMX273
La Telecamera selezionata da 1,6 MP per questo sistema di visione per la classificazione degli ortaggi è dotata di un sensore Sony IMX273, un sensore da 1/2.9”. Per determinare quale obiettivo sia più adatto a questo sistema di visione, abbiamo utilizzato il nostro calcolatore obiettivo online. In base a 2 specifiche del sistema di visione, il campo visivo (FOV) orizzontale richiesto e la distanza di lavoro (WD), viene calcolata la corretta lunghezza focale.
Il cliente richiede un FOV di 400x300 mm e preferisce una WD compresa tra 900-1000 mm. Il calcolo mostra che per queste specifiche è consigliato un obiettivo con lunghezza focale di 12MM. Viene inoltre indicato che la distanza di lavoro sarà di 1000 mm e il campo visivo sarà leggermente più grande del previsto. Ciò dipende dalla dimensione sensore della Telecamera, che non presenta lo stesso rapporto tra il numero di pixel e il campo visivo di 400*300 mm. Il campo visivo finale sarà di circa 409*307 mm. Il nostro obiettivo C-mount 12MM F2.0 1/1.8", l'obiettivo VA-LCM-5MP-12MM-F2.0-018 , è un obiettivo senza distorsione < 0.3% che offre un'ottima soluzione per la Telecamera da 1,6 MP.
Illuminazione industriale per la classificazione della qualità degli ortaggi
L'aggiunta di illuminazione Machine Vision all'ispezione per la classificazione delle carote aumenta il contrasto ed evidenzia le crepe e i danni esistenti sulla superficie delle carote. Per ridurre al minimo ed eliminare le ombre, si consiglia un sistema di illuminazione sul lato superiore del nastro trasportatore. Il contrasto migliorato ottenuto utilizzando una luce superiore per il sistema di visione di ispezione per la classificazione delle verdure rende più facile rilevare le crepe e individuare i danni sulle verdure, per poterle successivamente selezionare. Per l'illuminazione, consigliamo una luce di circa il 10% più grande del campo visivo. Consigliamo 2 delle nostre Bar light, le bianche serie Bar light VA-BL3 275*16, da posizionare sopra il nastro trasportatore. Inoltre, sono disponibili in magazzino express. Ciò significa che possono essere spedite immediatamente al cliente.
Poiché l'applicazione sarebbe stata effettuata in un'area esterna, abbiamo consigliato sia un filtro per obiettivo polarizzato sia un foglio polarizzatore per rimuovere eventuali abbagliamenti e riflessi.
Un filtro per obiettivo polarizzatore: il filtro per obiettivo LFT-LPOL-M25.5 è realizzato per obiettivi C-mount con filettatura per filtro M25.5xP0.5, come l'obiettivo C-mount da 12 mm consigliato.
Un foglio di filtro polarizzatore: il foglio di filtro polarizzatore lineare polarizza la Retroilluminazione quando viene tenuto davanti alla sorgente luminosa. Può anche essere tagliato nella dimensione preferita dal cliente.
Software di elaborazione delle immagini per la selezione degli ortaggi
Una singola Telecamera, un obiettivo e l'illuminazione non costituiscono un sistema di visione completo per la classificazione delle verdure. Per l'effettiva ispezione della qualità delle verdure, è necessario un software di elaborazione delle immagini per rilevare crepe e danni sulle verdure. Le nostre telecamere sono compatibili con GenIcam, il che significa che possono essere utilizzate con una varietà di software di terze parti, tra cui MvTec Halcon, NI LabVIEW, Cognex Vision pro, MATLAB, Open CV e software per schede ARM.
Per la prima programmazione, il nostro SDK gratuito può essere utilizzato per acquisire immagini e impostare i parametri della telecamera.
Il kit di sviluppo software è compatibile con PC standard e industriali e piattaforme ARM, incluse le serie NVIDIA TX e Raspberry Pi. I sistemi operativi supportati includono Windows, Linux e Android. In particolare, i sistemi operativi Apple MAC OS non sono supportati per l'uso industriale, ma gli ingegneri possono eseguire una macchina virtuale con Windows o Linux su MAC per garantire la compatibilità. L'SDK supporta linguaggi di programmazione quali C++, C#/. NET e Python. È possibile ottenere linguaggi aggiuntivi su richiesta, poiché non sono inclusi nel pacchetto standard.
Per questo esempio, applicazione di classificazione di Verdure / Carote, il cliente ha apprezzato lavorare con un software facile da usare per colleghi meno esperti. Per questo motivo, è consigliato utilizzare il software Zebra Aura Vision. Questo software potente e intuitivo offre un robusto ambiente grafico che sembra una “cassetta degli attrezzi”.
Utilizzando questo software per integrare la vostra applicazione di classificazione delle verdure, è possibile rilevare sia la dimensione dei danni sia la loro quantità.
Per acquisire conoscenze sul software Aurora Vision, è disponibile la versione lite gratuita con tutti gli algoritmi standard.
Applicazioni di selezione e classificazione delle verdure
Un'applicazione di classificazione e selezione delle verdure con sistema di visione viene utilizzata anche in diverse altre applicazioni e settori; in questo caso è stata utilizzata nel settore agricolo. Tuttavia, viene spesso impiegata anche nelle industrie alimentari. Ad esempio, un sistema di visione potrebbe automatizzare il conteggio e l'analisi di numerosi frutti a un ritmo rapido nella produzione alimentare. Per l'imaging ad alta velocità, una Telecamera industriale per la visione come la nostra Telecamera da 1,6 MP con 227 fps, la Telecamera MER2-160-227U3C, a piena risoluzione potrebbe offrire un'eccellente soluzione hardware per la visione.
Oltre a ispezionare le crepe sulla superficie delle carote, un sistema di visione potrebbe essere utilizzato anche per rilevare lo scolorimento e la qualità della buccia sulla superficie delle verdure.
Supporto per applicazioni di classificazione e selezione di ortaggi
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