Computer vision-løsning for insektinspeksjon
Computer vision-kameraer kan brukes til en rekke applikasjoner. Denne artikkelen veileder deg gjennom valg av riktig computer vision-løsning for insektinspeksjon. For inspeksjon av små objekter, som insekter, kreves et inspeksjonssystem av høy kvalitet. På bare fem trinn gir vi deg en computer vision-løsning for insektinspeksjon som også kan brukes til ulike andre inspeksjonsapplikasjoner. Computer vision-programvare bør brukes sammen med det industrielle kameraet, objektivet og belysningen for å forbedre bildebehandlingen. Som et resultat kan egenskaper som insektets objekttype, posisjonering og form detekteres.
Valg av kamera for Computer vision
En av våre machine vision-eksperter startet med å gi kunden råd om et egnet Computer Vision-kamera for insektinspeksjonssystemet. Vi anbefaler å bruke vårt 20 MP USB3-kamera «MER2-2000-19U3M» på grunn av noen nødvendige spesifikasjoner fra kunden. Et USB3-kamera-grensesnitt ble anbefalt på grunn av flere fordeler. Et USB3-kamera har 4 ganger høyere båndbredde enn et Gigabit Ethernet (GigE)-kamera, muliggjør dataoverføring og strømforsyning via kun 1 kabel og gir en prisfordel. I tillegg ble et monokromt kamera valgt i stedet for et Computer Vision-kamera i farger, fordi kunden ikke ønsket å se fargedetaljer på insektene. Et monokromt kamera tar svart-hvitt-bilder og er tre ganger mer lysfølsomt enn et fargekamera.
Videre ønsket kunden å ta bilder av insekter som står stille. Insektene gikk eller fløy ikke i det øyeblikket bildet ble tatt. Derfor anbefaler vi å bruke et rolling shutter-kamera i stedet for et global shutter-kamera for dette spesifikke insektinspeksjonssystemet. Du kan lese mer om Global shutter kontra Rolling shutter i denne artikkelen i vårt kunnskapssenter.
Support fra en av våre computer vision-eksperter ble gitt for å fastslå nødvendig kameraoppløsning. Kunden kjente ikke til nødvendig oppløsning for dette visionsystemet for insektinspeksjon. Insektet ble plassert i en liten, lukket tunnel for å sikre at det alltid forble i samme posisjon. Insektet er alltid plassert innenfor et område på maksimalt 16 x 10,5 mm. Dette er derfor ønsket synsfelt (FOV). For å utføre insektinspeksjonen og se de minste detaljene på 0,001 mm x 0,001 mm, var det nødvendig med en systemoppløsning på 0,003 mm/piksel (basert på tre piksler per minste detalj). Et Computer Vision-kamera med minst 4950x3300 piksler for å dekke hele synsfeltet er nødvendig. Sony IMX183-sensoren i 20 MP Computer Vision-kameraet har 5496x3672 piksler.
Avslutningsvis tilbyr dette 20 MP-kameraet en rimelig Computer Vision-kameraløsning for insektinspeksjon, samtidig som det drar nytte av høy oppløsning og et brukervennlig USB3-grensesnitt.
Objektiv for 20 MP Computer Vision-kamera
Det nødvendige synsfeltet i denne inspeksjonsapplikasjonen er minst 16x10,5mm. Siden dette er et svært lite område, anbefaler vi å bruke et telesentrisk objektiv. Telesentriske objektiver brukes i computer vision-applikasjoner der det kreves svært nøyaktige målinger. Dette er fordi et telesentrisk objektiv nesten ikke har noen forvrengning, ingen perspektivfeil og ingen objektivvignettering. Den faste arbeidsavstanden og det faste F-tallet til det telesentriske objektivet bør tas i betraktning ved bruk av et telesentrisk objektiv.
Det valgte 20MP-kameraet for dette insektinspeksjonssystemet har en 1” bildesensor, Sony IMX183-sensoren. For å beregne det mest egnede telesentriske objektivet for dette Computer Vision-kameraet, har vi benyttet vårt nettbaserte verktøy for beregning av telesentriske objektiver. Basert på kameraoppløsningen og kameraets pikselstørrelse kunne den nødvendige forstørrelsen til det telesentriske objektivet beregnes.
For å ta bilder av et synsfelt på minst 16x10,5mm viser kalkulatoren at det kreves en objektivforstørrelse på 0.82X eller lavere. Når du besøker siden vår for telesentriske objektiver, vises en rekke telesentriske objektiver. Kunden som skal bruke dette objektivet til insektinspeksjon, var fortsatt fleksibel når det gjaldt arbeidsavstand, med krav om en arbeidsavstand mellom 50 og 350mm. Vårt 0,8X forstørrelse telesentrisk objektiv for bildesensorer på maksimalt 1.1” viste seg å være en utmerket computer vision-løsning for insektinspeksjon. Vårt kalkulatorverktøy for telesentriske objektiver viser at bruk av dette telesentriske objektivet i kombinasjon med 20MP Computer Vision-kameraet resulterer i et litt større synsfelt: 11,02x16,49mm. Den faste arbeidsavstanden på 110mm for dette 0.8X forstørrelse telesentriske objektivet samsvarer med kundens spesifikasjoner
Telecentrisk objektivkalkulator
Tilbehør for computer vision-applikasjoner
Våre computer vision-kameraer, som det anbefalte 20 MP-kameraet, skal kobles til en PC, og programvare må brukes for å behandle bildene. For å sikre en stabil tilkobling mellom PC-en og kameraet anbefaler vi å bruke en av våre USB3-kabler. For eksempel brukes en 4,6 meter lang USB3.0-kabel til dette visionsystemet for insektinspeksjon.
I tillegg til å legge til en USB3-kabel i kameraoppsettet, ble en monteringsplate for stativ valgt for enkel integrering av insektinspeksjonssystemet.
Belysning for insektinspeksjon
For å fremheve detaljene i insektene og øke kontrasten, legges belysning for maskinsyn til insektinspeksjonssystemet. For å utføre objektinspeksjon av svært små objekter som insekter, tilbyr en ringlampe den beste computer vision-løsningen. Ved å plassere en ringlampe over insektene oppnås belysning som kan lyse jevnt, og gir et bilde der alle insektdetaljer er tydelig synlige.
Vår bright field-ringlampe i standardstørrelse, som også er tilgjengelig med hvitt lys på vårt lokale Express-lager, tilbyr en egnet computer vision-belysningsløsning. I de fleste standard computer vision-applikasjoner brukes hvit belysning oftest. I tillegg til hvitt lys er vår belysning for maskinsyn også tilgjengelig med rødt, grønt og blått lys. Spesielt for denne computer vision-applikasjonen, der bilder tas for insektinspeksjon, anbefales rødt lys i stedet for hvitt lys. Insekter kan ikke se bølgelengder i rødt lysspekter. På denne måten blir insektene ikke påvirket av det sterke lyset.
For å muliggjøre lysdimming ble vår 24V/60W lyskontroller, som også fungerer som strømforsyning, foreslått. Det er imidlertid verdt å merke seg at en standard 24V strømforsyning også kan oppfylle dette kravet.
Programvare for Computer vision til insektinspeksjon
Én enkelt kamera, objektiv og belysning utgjør ikke et komplett insektinspeksjonssystem. For den faktiske computer vision-løsningen kreves bildebehandlingsprogramvare for å oppdage alle detaljer ved insektene. Kameraene våre er GenICam-kompatible, noe som betyr at de kan brukes med en rekke tredjepartsprogramvarer, inkludert MvTec Halcon, NI Labview, Cognex Vision Pro, Matlab, OpenCV og Arm Boards-programvare.
For første programmering kan vårt gratis programvareutviklingssett (SDK) brukes til å ta og lagre bilder og angi kameraparametrene for insektinspeksjonen. SDK-et støtter operativsystemer, inkludert Windows, Linux og Android, og er kompatibelt med vanlige og industrielle PC-er samt ARM-plattformer. SDK-et støtter programmeringsspråk som C++, C#/.NET og Python. Det er mulig å anskaffe flere språk på forespørsel; disse er ikke inkludert i standardpakken.
I dette eksempelet på en computer vision-applikasjon for insektinspeksjon foretrakk kunden å skrive sin egen programvare i Python. Vårt SDK kunne benyttes for eksempelprogrammer, inkludert Python-prøve for å ta bilder. En av artiklene i vårt kunnskapssenter gir mer informasjon om bruk av en Python-prøve ved bruk av PyCharm.
Support for computer vision-applikasjoner
Ønsker du support fra en av våre eksperter innen machine vision for den beste computer vision-løsningen for insektinspeksjon? Eller en annen lignende applikasjon innen computer vision? Ikke nøl med å ta kontakt ved å bruke skjemaet nedenfor!