Computer vision oplossing voor insectinspectie
Max Reijngoudt
Computer vision camera's kunnen voor verschillende toepassingen worden gebruikt. Dit artikel leidt u door de selectie van de juiste computer vision oplossing voor insectinspectie. Voor het inspecteren van kleine objecten, zoals insecten, is een inspectiesysteem van hoge kwaliteit gewenst. In slechts vijf stappen bieden we u een computer vision oplossing aan voor insectinspectie die ook gebruikt kan worden voor diverse andere inspectietoepassingen. Naast de industriële camera, lens en belichting moet computer vision software worden gebruikt om de beeldverwerking te realiseren. Hierdoor kunnen kenmerken zoals het objecttype, de positionering en de vorm van het insect worden gedetecteerd.
Table of contents
Computer vision camera selection
Een van onze machine vision experts begon met het adviseren van onze klant over een geschikte computer vision camera voor het insectinspectiesysteem. We raden aan om onze 20MP USB3 camera ‘MER2-2000-19U3M’ te gebruiken vanwege een aantal vereiste specificaties door de klant. Een USB3-camera interface is geadviseerd vanwege vele voordelen. Een USB3 camera heft een 4 keer hogere bandbreedte dan een Gigabit Ethernet (GigE) camera , maakt gegevensoverdracht en stroomvoorziening via slechts 1 kabel mogelijk en biedt een prijsvoordeel. Daarnaast werd gekozen voor een monochrome camera in plaats van een kleurencomputer vision camera omdat de klant geen kleurendetails van de insecten wilde zien. Een monochrome camera legt zwart-witbeelden vast en is drie keer lichtgevoeliger dan een kleurencamera.
Bovendien wilde de klant beelden vastleggen van insecten die stil stonden. De insecten liepen of vlogen niet op het moment dat de foto werd genomen. Daarom adviseren we voor dit specifieke insectinspectiesysteem een rolling shutter camera te gebruiken in plaats van een global shutter camera. Meer over Global shutter vs. Rolling shutter kan worden gevonden in dit artikel in ons Knowledge Center.
Een van onze computer vision experts bood ondersteuning bij het bepalen van de vereiste cameraresolutie. De klant wist niet welke resolutie nodig was voor dit vision systeem voor insectinspectie. Het insect werd in een kleine afgesloten tunnel geplaatst, zodat het altijd in dezelfde positie bleef. Het insect is altijd gepositioneerd in een ruimte van maximaal 16 x 10,5 mm. Dit is dan ook het gewenste gezichtsveld (Field of View ; FOV). Om de insectinspectie uit te voeren en de kleinste details van 0,001 mm x 0,001 mm te zien, was een systeemresolutie van 0,003 mm/pixel nodig (gebaseerd op drie pixels per kleinste detail). Er is een computer vision camera nodig met minimaal 4950 x 3300 pixels om het volledige gezichtsveld te bestrijken. De Sony IMX183-sensor van de 20MP computer vision camera heeft 5496x3672 pixels.
Concluderend, deze 20MP camera biedt een laaggeprijsde computer vision camera oplossing voor insectinspectie terwijl er geprofiteerd wordt van de hoge resolutie en gebruiksvriendelijke USB3 interface.
Lens voor 20MP computer vision camera
Het vereiste gezichtsveld in deze insectinspectie toepassing is minimaal 16x10,5 mm. Omdat dit een zeer klein gebied is, raden we aan om een telecentrische lens te gebruiken. Telecentrische lenzen worden gebruikt in computer vision toepassingen waar zeer nauwkeurige metingen vereist zijn. Dit komt omdat een telecentrische lens bijna geen vervorming, geen perspectieffouten en geen lensschaduw heeft. Bij het gebruik van een telecentrische lens moet rekening worden gehouden met de vaste werkafstand en het vaste F-getal van de telecentrische lens.
De geselecteerde 20MP camera voor dit insectinspectie systeem heeft een 1" beeldsensor, de Sony IMX183 sensor. Om de meest geschikte telecentrische lens voor deze computer vision camera te berekenen, hebben we gebruik gemaakt van onze online telecentrische lens calculator tool . Op basis van de cameraresolutie en de pixelgrootte van de camera kon de vereiste telecentrische lensvergroting worden berekend.
Om beelden vast te leggen met een beeldhoek van minimaal 16 x 10,5 mm, laat de calculator zien dat een lensvergroting van 0,82X of lager nodig is. Wanneer je onze telecentrische lens pagina bezoekt, worden er verschillende telecentrische lenzen getoond. De klant die deze lens zal gebruiken voor insecteninspectie was nog flexibel in werkafstand, met hun eisen van een werkafstand tussen 50 en 350 mm.
Onze 0,8X magnification telecentrische lens voor maximaal 1,1" beeldsensoren blijkt een geschikte computer vision oplossing te zijn voor insectinspectie. Onze telecentrische lens calculator tool laat zien dat het gebruik van deze telecentrische lens in combinatie met de 20MP computer vision camera resulteert in een iets groter gezichtsveld: 11,02x16,49mm. De vaste werkafstand van 110 mm van deze 0.8X magnification telecentrische lens valt binnen de specificaties van de klant.
Telecentric Lens Calculator
Accessoires voor computer vision applicaties
Onze computer vision camera’s, zoals de geadviseerde 20MP camera , moeten worden aangesloten op een pc en er moet software worden gebruikt om de beelden te verwerken. Om een stabiele verbinding tussen de pc en de camera te garanderen, adviseren we om een van onze USB3-kabels te gebruiken. Voor dit vision systeem voor insectinspectie is bijvoorbeeld een 4.6 meter USB3 kabel gebruikt.
Naast het toevoegen van een USB3-kabel aan de cameraopstelling, werd een tripod mounting plate voor een statief geselecteerd voor eenvoudige integratie van het insecteninspectiesysteem.
Verlichting voor insectinspectie
Om de details van de insecten te benadrukken en het contrast te verhogen, wordt machine vision verlichting toegevoegd aan het insectinspectie systeem. Om objectinspectie van zeer kleine objecten zoals insecten uit te voeren, biedt een ring light de beste computer vision oplossing. Door het plaatsen van een ring light boven de insecten, resulteert dit in een egale verlichting, dat een beeld biedt waar alle insect kenmerken duidelijk zichtbaar zijn.
Ons standaard formaat bright field ring light , die zelfs verkrijgbaar is in wit gekleurd licht op onze lokale Express voorraad, biedt een geschikte oplossing voor computer vision verlichting. In de meeste standaard computer vision toepassingen wordt meestal witte verlichting gebruikt. Naast wit licht is onze verlichting ook verkrijgbaar in rood, groen en blauw licht. Speciaal voor deze computer vision toepassingen waarbij beelden worden vastgelegd voor insect inspectie, wordt rood licht geadviseerd in plaats van wit licht. Insecten zijn niet in staat om golflengten in het rode lichtspectrum te zien. Op deze manier worden de insecten niet beïnvloed door het felle licht.
Om de mogelijkheid om het licht te dimmen te vergemakkelijken, kan je de 24V/60W light controller , die tevens als power supply werkt, gebruiken. Echter, de 24V power supply kan ook gebruikt worden.
Computer vision software voor insect inspectie
Een enkele camera, lens en verlichting maken nog geen volledig insect inspectie systeem. Voor de eigenlijke computer vision oplossing is beeldverwerkingssoftware nodig om alle details van de insecten te detecteren. Onze camera's zijn compatibel met GenIcam, wat betekent dat ze gebruikt kunnen worden met diverse software van derden, waaronder MvTec Halcon, NI Labview, Cognex Vision Pro, Matlab, OpenCV en Arm Boards software.
Voor eerste programmeringen, onze gratis Software Development Kit (SDK) kan worden gebruikt om beelden vast te leggen en op te slaan en om de cameraparameters voor de insectinspectie in te stellen. De SDK ondersteunt besturingssystemen zoals Windows, Linux en Android en is compatibel met gewone en industriële pc's en ARM-platforms. De SDK ondersteunt programmeertalen zoals C++, C#/.NET en Python. Het is mogelijk om op verzoek extra talen aan te schaffen, deze zijn niet inbegrepen in het standaardpakket.
Voor deze voorbeeldtoepassing van insectinspectie schreef de klant liever zijn eigen software in Python. Onze SDK kon worden geraadpleegd voor voorbeeldprogramma's, waaronder het Python-voorbeeld om beelden te verwerven. Een van de artikelen in ons Kenniscentrum biedt meer informatie over het gebruiken van een Python sample wanneer PyCharm wordt gebruikt .
Support voor computer vision applicaties
Wil je ondersteuning van een van onze machine vision-experts voor de beste computer vision-oplossing voor insectinspectie? Of een andere vergelijkbare computervisietoepassing? Aarzel dan niet om contact met ons op te nemen via onderstaand formulier!
