Rozwiązanie wizyjne do inspekcji owadów
Kamery wizji komputerowej mogą być wykorzystywane w różnych zastosowaniach. Ten artykuł przeprowadzi Cię przez proces wyboru odpowiedniego rozwiązania wizji komputerowej do inspekcji owadów. Do kontroli małych obiektów, takich jak owady, wymagany jest wysokiej jakości system inspekcyjny. W zaledwie pięciu krokach przedstawiamy rozwiązanie wizji komputerowej do inspekcji owadów, które może być również wykorzystywane w różnych innych zastosowaniach inspekcyjnych. Oprogramowanie do wizji komputerowej powinno być używane wraz z kamerą przemysłową, obiektywem i oświetleniem w celu usprawnienia przetwarzania obrazu. Dzięki temu można wykrywać takie cechy, jak typ obiektu, pozycjonowanie i kształt owada.
Wybór kamery do wizji komputerowej
Jeden z naszych ekspertów w dziedzinie widzenia maszynowego rozpoczął od doradzenia klientowi odpowiedniej kamery do wizji komputerowej do systemu kontroli owadów. Zalecamy zastosowanie naszej kamery USB3 20 MP „MER2-2000-19U3M” ze względu na kilka wymaganych przez klienta specyfikacji. Interfejs USB3-kamera został zalecany ze względu na kilka zalet. Kamera USB3 ma 4 razy większą przepustowość niż kamera Gigabit Ethernet (GigE), umożliwia transmisję danych i zasilanie za pośrednictwem tylko 1 kabla oraz oferuje przewagę cenową. Ponadto wybrano kamerę monochromatyczną zamiast kolorowej kamery do wizji komputerowej, ponieważ klient nie chciał widzieć kolorowych szczegółów owadów. Kamera monochromatyczna rejestruje obrazy czarno-białe i jest trzykrotnie bardziej czuła na światło niż kamera kolorowa.
Ponadto klient chciał rejestrować obrazy nieruchomych owadów. Owady nie chodziły ani nie latały w momencie wykonania obrazu. Dlatego do tego konkretnego systemu kontroli owadów zalecamy użycie kamery z rolling shutter zamiast kamery z migawką globalną. Więcej informacji o Globalna migawka vs. Krocząca migawka można znaleźć w tym artykule w naszym Centrum Wiedzy.
Wsparcie jednego z naszych ekspertów w dziedzinie wizji komputerowej zostało zapewnione w celu określenia wymaganej rozdzielczości kamery. Klient nie znał wymaganej rozdzielczości dla tego systemu wizyjnego do kontroli owadów. Owad został umieszczony w małym zamkniętym tunelu, aby zapewnić, że zawsze pozostanie w tej samej pozycji. Owad jest zawsze umieszczony w przestrzeni o maksymalnych wymiarach 16 x 10,5 mm. Dlatego jest to pożądane pole widzenia (FOV). Aby przeprowadzić kontrolę owadów i zobaczyć najmniejsze szczegóły o wymiarach 0.001mm x 0.001mm, wymagana była rozdzielczość systemu 0.003 mm/piksel (na podstawie trzech pikseli na najmniejszy szczegół). Konieczna jest kamera do wizji komputerowej o rozdzielczości co najmniej 4950x3300 pikseli, aby pokryć całe pole widzenia. Czujnik Sony IMX183 w kamerze do wizji komputerowej 20 MP ma 5496x3672 pikseli.
Podsumowując, ta kamera 20 MP oferuje niedrogie rozwiązanie kamery do wizji komputerowej do kontroli owadów, zapewniając jednocześnie wysoką rozdzielczość i łatwy w użyciu interfejs USB3.
Obiektyw do kamery do wizji komputerowej 20 MP
Wymagane pole widzenia w tym zastosowaniu inspekcyjnym wynosi co najmniej 16x10,5mm. Ponieważ jest to bardzo mały obszar, zalecamy użycie obiektywu telecentrycznego. Obiektywy telecentryczne są stosowane w zastosowaniach wizji komputerowej, w których wymagane są bardzo dokładne pomiary. Wynika to z faktu, że obiektyw telecentryczny praktycznie nie ma dystorsji, błędów perspektywy ani winietowania obiektywu. Przy stosowaniu obiektywu telecentrycznego należy uwzględnić stałą odległość roboczą i stałą liczbę F obiektywu telecentrycznego.
Wybrana kamera 20MP do tego systemu inspekcji owadów posiada przetwornik obrazu 1”, czujnik Sony IMX183. Aby obliczyć najbardziej odpowiedni obiektyw telecentryczny dla tej kamery do wizji komputerowej, skorzystaliśmy z naszego internetowego narzędzia kalkulatora obiektywów telecentrycznych. Na podstawie rozdzielczości kamery i rozmiaru piksela kamery można obliczyć wymagane powiększenie obiektywu telecentrycznego.
Aby rejestrować obrazy pola widzenia o wymiarach co najmniej 16x10,5mm, kalkulator pokazuje, że wymagane jest powiększenie obiektywu 0.82X lub mniejsze. Na naszej stronie obiektywów telecentrycznych prezentowana jest szeroka gama obiektywów telecentrycznych. Klient, który będzie używał tego obiektywu do inspekcji owadów, nadal miał elastyczne wymagania dotyczące odległości roboczej, w zakresie od 50 do 350mm. Nasz obiektyw telecentryczny o powiększeniu 0,8X do przetworników obrazu o maksymalnym rozmiarze 1.1” okazał się doskonałym rozwiązaniem wizji komputerowej do inspekcji owadów. Nasze narzędzie kalkulatora obiektywów telecentrycznych pokazuje, że użycie tego obiektywu telecentrycznego w połączeniu z kamerą do wizji komputerowej 20MP daje nieco większe pole widzenia: 11,02x16,49mm. Stała odległość robocza 110mm tego obiektywu telecentrycznego o powiększeniu 0.8X odpowiada specyfikacjom klienta
Kalkulator obiektywu telecentrycznego
Akcesoria do zastosowań wizji komputerowej
Nasze kamery do wizji komputerowej, takie jak zalecana kamera 20MP, powinny być podłączone do komputera PC, a do przetwarzania obrazów należy używać oprogramowania. Aby zagwarantować stabilne połączenie między komputerem PC a kamerą, zalecamy użycie jednego z naszych kabli USB3. Na przykład w tym systemie wizyjnym do inspekcji owadów używany jest kabel USB3.0 o długości 4,6 metra.
Oprócz dodania kabla USB3 do konfiguracji kamery, wybrano płytę montażową do statywu w celu łatwej integracji systemu inspekcji owadów.
Oświetlenie do inspekcji owadów
Aby uwidocznić szczegóły owadów i zwiększyć kontrast, do systemu inspekcji owadów dodaje się oświetlenie do systemów wizyjnych. Do przeprowadzania inspekcji obiektów bardzo małych, takich jak owady, oświetlenie pierścieniowe oferuje najlepsze rozwiązanie z zakresu wizji komputerowej. Umieszczenie oświetlenia pierścieniowego nad owadami zapewnia światło, które może równomiernie oświetlać obiekt, dostarczając obraz, na którym wszystkie cechy owadów są wyraźnie widoczne.
Nasze oświetlenie pierścieniowe jasnego pola w standardowym rozmiarze, dostępne również w świetle białym w naszym lokalnym magazynie Express, oferuje odpowiednie rozwiązanie oświetleniowe do wizji komputerowej. W większości standardowych zastosowań wizji komputerowej najczęściej stosuje się oświetlenie białe. Oprócz światła białego nasze oświetlenie do systemów wizyjnych jest również dostępne w wersjach ze światłem czerwonym, zielonym i niebieskim. Szczególnie w tym zastosowaniu wizji komputerowej, w którym obrazy są rejestrowane do inspekcji owadów, zaleca się światło czerwone zamiast światła białego. Owady nie są w stanie dostrzegać długości fal w widmie światła czerwonego. W ten sposób owady nie będą narażone na działanie jasnego światła.
Aby umożliwić ściemnianie światła, zaproponowano nasz kontroler oświetlenia 24V/60W, który pełni również funkcję zasilacza. Warto jednak zauważyć, że standardowy zasilacz 24V może również spełnić to wymaganie.
Oprogramowanie do wizji komputerowej do inspekcji owadów
Pojedyncza kamera, obiektyw i oświetlenie nie stanowią kompletnego systemu inspekcji owadów. Do rzeczywistego rozwiązania wizji komputerowej wymagane jest oprogramowanie do przetwarzania obrazu, aby wykrywać wszystkie szczegóły owadów. Nasze kamery są kompatybilne z GenIcam, co oznacza, że mogą być używane z różnorodnym oprogramowaniem firm trzecich, w tym MvTec Halcon, NI Labview, Cognex Vision Pro, Matlab, OpenCV oraz oprogramowaniem Arm Boards.
Do pierwszego programowania można użyć naszego bezpłatnego zestawu do tworzenia oprogramowania (SDK) do przechwytywania i zapisywania obrazów oraz ustawiania parametrów kamery dla inspekcji owadów. SDK obsługuje systemy operacyjne, w tym Windows, Linux i Android, oraz jest kompatybilny ze standardowymi i przemysłowymi komputerami PC oraz platformami ARM. SDK obsługuje języki programowania, takie jak C++, C#/.NET i Python. Na życzenie można uzyskać dodatkowe języki, które nie są zawarte w pakiecie standardowym.
W tym przykładzie zastosowania wizji komputerowej do inspekcji owadów klient preferował napisanie własnego oprogramowania w Pythonie. W naszym SDK można znaleźć przykładowe programy, w tym próbkę Python do pozyskiwania obrazów. Jeden z artykułów w naszym Centrum Wiedzy zawiera więcej informacji o używaniu próbki Python z użyciem PyCharm.
Wsparcie dla zastosowań wizji komputerowej
Czy chcieliby Państwo uzyskać wsparcie od jednego z naszych ekspertów w dziedzinie widzenia maszynowego w zakresie najlepszego rozwiązania wizji komputerowej do inspekcji owadów? A może innego podobnego zastosowania wizji komputerowej? Prosimy nie wahać się skontaktować z nami za pomocą poniższego formularza!