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 Telecamera di test e software per questo sistema di visione per la selezione dei vegetali. Attraverso i link, i nostri prodotti e prezzi sono immediatamente visibili per fornire accesso diretto alle informazioni su questo sistema di visione per la selezione dei vegetali.
Per questa applicazione, il nostro cliente aveva richiesto di rilevare la qualità del taglio delle carote e di classificarle in base alle foto scattate con le nostre Telecamere industriali. Era necessario classificare le carote danneggiate separandole da quelle sane. Utilizzando un sistema di machine vision per rilevare i parametri, è stato possibile approvare o scartare le carote con crepe per un ulteriore utilizzo.
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Selezione di Telecamere industriali
Per prima cosa, 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, scelta in base alle specifiche e ai dettagli dell’applicazione del cliente.
Inizialmente, il cliente non sapeva quale interfaccia Telecamera scegliere e non aveva una preferenza specifica. Quando la distanza tra un pc e la Telecamera è inferiore a 4,6 metri, si consiglia un’interfaccia USB3 camera interface per beneficiare di una bandwidth quattro volte superiore rispetto a una GigE Camera, trasmissione dati e alimentazione tramite un solo cavo e vantaggio di prezzo.
Per differenziare i colori, è stata selezionata una Telecamera a colori. Poiché le verdure si muovono su un nastro trasportatore rolling, consigliamo l’uso di una Telecamera Global shutter invece di una rolling shutter per questo specifico sistema di classificazione delle carote tramite visione. Maggiori informazioni su Global shutter vs. Rolling shutter sono disponibili in questo articolo nel nostro Knowledge Center.
Successivamente, per poter misurare il frame rate della Telecamera e quante immagini devono essere acquisite 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 necessario della Telecamera, che risultava essere di 75fps.
Per determinare la risoluzione richiesta, che non era ancora certa per il ricercatore, gli abbiamo offerto supporto calcolandola in base ai dettagli più piccoli che desiderava rilevare sulla superficie delle carote, come crepe e danni. Per vedere le crepe più piccole di circa 0,85 mm all’interno di un campo visivo di circa 400*300 mm, è necessaria una risoluzione di sistema di 1,6 MP. Basandosi su 3 pixel per i dettagli delle crepe più piccole, erano necessari almeno 1440*1080 pixel. La nostra Telecamera da 1,6 MP MER2-160-75GC-P con sensore Sony IMX273 offre una soluzione ad alta risoluzione ideale per il rilevamento accurato di crepe e danni nella classificazione qualitativa di carote/verdure.

Obiettivo per sensore Sony IMX273
La Telecamera selezionata da 1,6MP per questo sistema di visione per la selezione delle verdure è dotata di un sensore Sony IMX273, si tratta di un sensore da 1/2.9”. Per determinare quale obiettivo sia più adatto a questo sistema di visione, abbiamo utilizzato il nostro calcolatore online per obiettivi. Sulla base di 2 specifiche del sistema di visione, il campo visivo orizzontale richiesto (FOV) 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 mostrato che la distanza di lavoro sarà di 1000 mm e il campo visivo sarà leggermente superiore a quanto preferito. Questo è dovuto alla dimensione del sensore della Telecamera, che non ha 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 12MM F2.0 1/1.8" C-mount, il VA-LCM-5MP-12MM-F2.0-018, è un obiettivo a bassa distorsione < 0,3% che offre un’ottima soluzione per la Telecamera da 1,6MP.
Illuminazione industriale per la classificazione della qualità degli ortaggi
L'aggiunta dell'illuminazione Machine Vision all'ispezione di classificazione delle carote aumenta il contrasto e mette in evidenza le crepe e i danni esistenti sulla superficie delle carote. Per minimizzare ed eliminare le ombre, si consiglia un sistema di illuminazione posizionato sulla parte superiore del nastro trasportatore. Il contrasto migliorato quando si utilizza una luce dall'alto per il sistema di ispezione visione della classificazione degli ortaggi facilita il rilevamento delle crepe e la visualizzazione dei danni sugli ortaggi, consentendo così di ordinarli successivamente. Per l'illuminazione, raccomandiamo una luce che sia circa il 10% più grande del campo visivo. Raccomandiamo 2 dei nostri bar light, la Bar light series VA-BL3 bianca 275*16, da posizionare sopra il nastro trasportatore. Inoltre, questi sono disponibili a magazzino express. Ciò significa che possono essere spediti immediatamente al cliente.
Poiché l'applicazione doveva svolgersi in un'area esterna, abbiamo raccomandato sia un filtro polarizzatore per obiettivo che un foglio polarizzatore per eliminare eventuali riflessi e bagliori.
Un filtro polarizzatore per obiettivo: il filtro per obiettivo LFT-LPOL-M25.5 è realizzato per C-mount obiettivi con filetto filtro M25.5xP0.5 come il consigliato obiettivo C-mount da 12 mm.
Un foglio polarizzatore: il foglio polarizzatore lineare polarizza la Retroilluminazione quando viene posizionato 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, obiettivo e illuminazione non costituiscono un sistema di visione completo per la selezione degli ortaggi. Per l’effettiva ispezione della qualità degli ortaggi, è necessario un software di elaborazione delle immagini per rilevare crepe e danni sugli ortaggi. Le nostre Telecamere sono compatibili GenIcam, il che significa che possono essere utilizzate con una varietà di software di terze parti, tra cui MvTec Halcon, NI LabVIEW, Cognex Visione pro, MATLAB, Open CV e software per Arm Boards.
Per la prima programmazione, è possibile utilizzare il nostro SDK gratuito per acquisire immagini e impostare i parametri della Telecamera.
Il kit di sviluppo software è compatibile con PC standard e industriali e piattaforme ARM, inclusi NVIDIA serie TX e Raspberry Pi. I sistemi operativi supportati includono Windows, Linux e Android. Sistemi operativi come Notably e Apple MAC OS non sono supportati per 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 come C++, C#/. NET e Python. È possibile acquisire ulteriori
linguaggi su richiesta, poiché non sono inclusi nel pacchetto standard.
Per questo esempio, applicazione di selezione di ortaggi / carote, il cliente ha apprezzato lavorare con un software facile da usare anche per colleghi meno esperti. Per questo motivo si consiglia l’utilizzo del software Zebra Aura Visione. Questo software potente e intuitivo offre un ambiente grafico robusto che si presenta come una “cassetta degli attrezzi”.
Utilizzando questo software per integrare la vostra applicazione di selezione degli ortaggi, è possibile rilevare sia la dimensione dei danni che la loro quantità.
Per acquisire conoscenze sul software Aurora Visione, è disponibile gratuitamente la versione lite con tutti gli algoritmi standard.
Applicazioni di selezione e classificazione delle verdure
Un'applicazione di classificazione e selezione di ortaggi con sistema di visione è utilizzata anche in una varietà di altre applicazioni e settori; questa è stata impiegata nell'industria agricola. Tuttavia, viene spesso utilizzata anche nelle industrie alimentari. Ad esempio, un sistema di visione potrebbe automatizzare il conteggio e l'analisi di numerosi frutti a ritmo sostenuto nella produzione alimentare. Per imaging ad alta velocità, una Telecamera industriale per visione come la nostra Telecamera da 1,6MP con 227 fps, la MER2-160-227U3C Telecamera, a piena risoluzione, potrebbe offrire un'eccellente soluzione hardware per la visione.
Oltre all'ispezione delle crepe sulla superficie delle carote, un sistema di visione potrebbe essere utilizzato anche per rilevare la decolorazione e la qualità della buccia sulla superficie degli ortaggi.
Supporto per applicazioni di classificazione e selezione di ortaggi
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