Machine vision gebruiken voor inspectie van onkruid
Max Reijngoudt
Als het gaat om het inspecteren van onkruid en het gericht sproeien van pesticiden, is het belangrijk om een vision-systeem van hoge kwaliteit te implementeren dat cruciaal is bij het detecteren van schandelijke planten/onkruiden die de productie van gewassen kunnen beïnvloeden. We begrijpen dat het moeilijk kan zijn om de juiste machine vision set up en software te bepalen die nodig zijn om de standaard het beste te bevorderen voor een optimale productie van gewassen en meer. Onze machine vision producten en prijzen zijn beschikbaar en gemakkelijk toegankelijk om directe toegang te bieden tot informatie over dit vision systeem voor onkruidinspectie/bestrijdingsmiddelen spuiten.
Table of contents
In deze toepassing moest de klant die contact opnam over hun toepassing van pesticiden zijn gewassen en het omliggende gebied vastleggen met een camera die voldoende frames per seconde (FPS) en megapixels (MP) had. De camera’s werden bevestigd aan een lange balk (arm) die vervolgens werd bevestigd aan de tractor die door de velden zou rijden. Met een hogere FPS kan deze klant of groot onkruid detecteren dat in de verschillende soorten gewassen groeit. Met deze informatie kan de klant zijn systeem activeren om een pesticide te sproeien op het onkruid dat de groei van zijn gewassen aantast.
Camerakeuze voor bestrijdingsmiddelen spuiten/inspectie
Voor dit op een tractor gemonteerde machine vision system willen we eerst kiezen welke camera het beste bij de klant zijn toepassing past. We moeten in gedachten houden dat een hoge framerate nodig is voor onkruidinspectie en identificatie voor het spuiten van pesticiden en dat we ook voldoen aan de aanbevelingen van onze klant. Ons advies was om de 3MP GigE camera ‘MER2-302-37GC-P’ te gebruiken omdat er de mogelijkheid is om een grotere kabel te gebruiken die voeding en gegevensoverdracht via één kabel mogelijk maakt. Omdat de arm van de tractor meer dan 4,6 meter lang is, was een USB3.0 camera minder geschikt dan de GigE camera.
De klant had een kleurencamera nodig om het onkruid duidelijk te kunnen inspecteren, evenals een camera met global shutter omdat de tractor tijdens de testperiode constant in beweging is. Dit zorgt ervoor dat de beelden niet vervormd worden. U kunt meer lezen over global shutter en rolling shutter camera’s in ons Kenniscentrum Rolling Shutter vs. Global Shutter.
Frame grabber voor onkruidinspectie
Aangezien de tractorarmen elk 10 camera’s bevatten, heeft de klant ook framegrabbers nodig om ervoor te zorgen dat de gegevensoverdracht tussen de camera’s soepel verloopt. U kunt onze verschillende beschikbare framegrabbers bekijken. Onze Adapter PCIe4x - 4x GigE PoE - quad bus kan 4 verschillende camera’s tegelijk onafhankelijk op volle snelheid aanlsuiten. Dankzij de PoE functie van deze kaart kan de PoE camera van stroom worden voorzien via dezelfde ethernetkabel die voor de gegevensoverdracht wordt gebruikt.
Om de vereiste resolutie te bepalen, gaf de klant de minimale resolutie op. Op basis van 3 pixels per kleinste detail waren er minimaal 2000x1000 pixels nodig voor deze toepassing. De 3MP GigE camera ‘MER2-302-37GC-P’ met een resolutie van 2048x1536 voldoet aan de eisen van de toepassing.
Bescherming voor uw machine vision installatie
De klant had ook een behuizing voor een machine vision camera nodig om ervoor te zorgen dat er geen stof of vocht in de camera en lens kon komen. Deze behuizingen voor machine vision camera’s hebben een IP67 classificatie om ervoor te zorgen dat uw machine vision camera beschermd blijft.
Meerdere machine vision camera’s op tractor
In deze specifieke toepassing wilde de klant een opstelling met 20 camera’s. 10 van de camera’s moesten op 1 arm van de tractor geplaatst worden en vice versa. Alle camera’s zijn dezelfde als die in dit artikel en dezelfde lens in het vorige deel. Dit zal de klant de mogelijkheid geven om hun pesticidespray te gebruiken om de groei van hun planten te bevorderen en het schadelijke onkruid dat rondom hen groeit te stoppen. Elke camera had een GigE kabel van 10 meter nodig, maar als u uw vision systeem verschillende aanpassingen nodig heeft, kunnen we eenvoudig aanpassingen maken om aan de vereisten van uw vision toepassing te voldoen.
Lensselectie voor inspectie van onkruid
Nadat we de vereiste resolutie weten, moeten we nog de juiste lens uitzoeken die nodig is voor deze toepassing, die we baseren op onze Online Lens Calculator. Zoals u in de afbeelding kunt zien, is de sensorgrootte van de MER2-302-37GC-P 1/1.8’’. Volgens onze eerdere berekeningen en de eisen van de klant, met een FOV van 1050 x 880 mm, is een lens met een focal length van 6 mm vereist. De uiteindelijke FOV zal ongeveer 1029 x 772 mm zijn, wat in overleg met de klant meer dan genoeg was voor hun toepassing. Hiermee kan de klant region of interest instellen om er zeker van te zijn dat ze de exacte FOV hebben die ze zochten bij 1000 mm HFOV. Onze 5MP 06mm C-mount lens ‘VA-LCM-5MP-06MM-F1.4-0.15’ is een geweldige oplossing voor de 3MP camera.
Machine vision verlichting voor onkruidinspectie
Voor deze specifieke toepassing was er al verlichting aanwezig op de armen van de tractor en op de tractor zelf, waardoor er voldoende verlichting was voor hun oplossing. Als uw toepassing zich in een scenario met weinig licht bevindt, kan er behoefte zijn aan andere machine vision verlichting. U kunt onder aan de pagina contact met ons opnemen via ons formulier voor klantondersteuning.
Beeldverwerkingssoftware om onkruid te detecteren
In sommige gevallen zijn onze camera’s, lenzen en verlichtingsoplossingen niet genoeg voor een vision systeem. Onze camera’s zijn compatibel met GenICam, wat betekent dat ze gebruikt kunnen worden met verschillende software van derden, waaronder MvTec Halcon, NI Labview, Cognex Vision Pro, Matlab, OpenCV en Arm Boards software. Voor de eerste programmering kan onze gratis SDK worden gebruikt om beelden op te nemen en de cameraparameters in te stellen. De software development kit is compatibel met gewone en industriële pc’s en ARM platforms waaronder NVIDIA TX serie en Raspberry Pi. Ondersteunende besturingssystemen zijn Windows, Linux en Android.
Voor de voorbeeldtoepassing hierboven hadden de klanten hun eigen softwarepakket ontworpen dat werkte met onze SDK. Voor uw unieke toepassing moet u mogelijk een van onze computer vision software pakketten gebruiken.
Ondersteuning voor vision systeem voor onkruiddetectie
Machine vision biedt een krachtige nauwkeurige oplossing voor onkruidinspectie en gerichte toepassing van pesticiden. Door een camerasysteem met hoge beeldsnelheden en de juiste resolutie te implementeren, kunnen boeren aanzienlijke verbeteringen bereiken in gewasopbrengst en middelenbeheer. Door de genoemde machine vision componenten in dit artikel te combineren, kunnen boeren een waardevol hulpmiddel krijgen voor het optimaliseren van onkruidbestrijding en het maximaliseren van de gezondheid van gewassen.
Wilt u hulp van een van onze machine vision specialisten bij het bouwen van uw eigen vision systeem voor onkruiddetectie/bestrijdingsmiddelen? Neem gerust contact op via onderstaand formulier en we nemen zo snel mogelijk contact met u op.
