Kamery do widzenia maszynowego do sortowania odpadów i recyklingu
Zaawansowana technologia, taka jak widzenie maszynowe, odgrywa coraz ważniejszą rolę w usprawnianiu sortowania i recyklingu odpadów. System wizyjny z kamerami wizyjnymi sprawia, że recykling jest szybszy i dokładniejszy. Najczęściej kamery te są instalowane nad przenośnikami taśmowymi w zakładach recyklingu. Gdy odpady przemieszczają się wzdłuż taśmy, kamery wykonują wysokiej jakości zdjęcia przedmiotów. Dzięki oprogramowaniu do wizji komputerowej kamery wizyjne mogą szybko rozpoznawać różne materiały, takie jak tworzywa sztuczne, metale i papier. Ten zautomatyzowany proces pomaga prawidłowo sortować odpady, ograniczając błędy oraz oszczędzając czas i pieniądze.
Jeden z klientów VA Imaging zwrócił się o pomoc w wyborze odpowiedniej konfiguracji kamery
vision do sortowania odpadów. Jeden z naszych ekspertów vision doradził firmie zajmującej się recyklingiem kompletną konfigurację na podstawie specyfikacji jej zastosowania. W tym artykule opisano w zaledwie 5 krokach, jak wybrano wszystkie komponenty vision dla systemu sortowania odpadów i recyklingu. Czy chcieliby Państwo otrzymać indywidualną poradę dotyczącą swojego zastosowania? Wystarczy podać poniżej kilka specyfikacji projektu, a skontaktujemy się z Państwem.
Wybór kamery do systemu sortowania odpadów
Doradztwo w zakresie odpowiedniej konfiguracji do zastosowania sortowania odpadów rozpoczyna się od wyboru odpowiedniej kamery wizyjnej. Ekspert vision z VA Imaging zalecił użycie naszej kamery 16 MP „ME2S-1610-24U3C” z sensorem Sony IMX542, ponieważ
spełnia ona następujące wymagania zgłoszone przez klienta.
Po pierwsze, jako interfejs kamery zalecono interfejs USB3. Wynikało to z faktu, że klient mógł skorzystać z czterokrotnie wyższej przepustowości w porównaniu z kamerą GigE. Ponadto interfejs USB3 jest zalecany w zastosowaniach, w których odległość między komputerem a kamerą nie przekracza 4,6 metra ze względu na ograniczoną długość kabla. W zastosowaniu klienta odległość ta wynosiła około 4 metrów. Ponadto należało wykrywać różne kolory odpadów. Dlatego zalecano kamerę kolorową.
Dodatkowo zdecydowano się na użycie kamery z migawką globalną zamiast kamery z rolling shutter. Kamery z migawką globalną są stosowane w zastosowaniach, w których podczas rejestracji obrazu porusza się kamera lub obiekt. W tym przypadku przenośnik taśmowy porusza się i nie zatrzymuje się podczas rejestracji obrazu. Kamera z rolling shutter, która doskonale sprawdza się w zastosowaniach stacjonarnych, nie jest odpowiednia do tego celu. Użycie kamery z rolling shutter spowodowałoby znaczne zniekształcenia obrazu wskutek ruchu. Wszystkie puszki, butelki i inne odpady na przenośniku taśmowym mogą wyglądać na „pochylone” lub „przechylone”. W zastosowaniach przemysłowych, takich jak sortowanie odpadów, zniekształcenie to prowadzi do niedokładnego wykrywania, ponieważ niektóre odpady mogą nie wyglądać tak, jak w rzeczywistości. Kamera z migawką globalną zapobiega tym błędom, rejestrując realistyczne obrazy bez zniekształceń. Więcej informacji o migawce globalnej vs. rolling shutter można znaleźć w tym artykule w naszym Centrum Wiedzy.
Klient nie wiedział, jaka rozdzielczość była wymagana do rozpoznawania różnych rodzajów odpadów. Dlatego nasz ekspert ds. widzenia maszynowego zaoferował pomoc w obliczeniu tego na podstawie dwóch specyfikacji: wymaganego pola widzenia (FOV) w mm oraz rozdzielczości systemu (mm/piksel). Taśma przenośnika, po której przemieszczają się odpady, ma szerokość 425mm, która powinna być widoczna. Wysokość nie była istotna. Wymagana była rozdzielczość systemu wynosząca co najmniej 0,1mm/piksel.
Na podstawie tych informacji należało wybrać kamerę wizyjną o szerokości co najmniej 4250 pikseli. Nasza kamera 16MP okazała się doskonałym rozwiązaniem. Ta kamera ma 5320x3032 pikseli, co zapewnia rozdzielczość systemu wynoszącą nawet 0,08mm/piksel. Obliczenie przedstawiono na Rysunku 1, obliczenie rozdzielczości utworzone w programie Microsoft Excel.
Podsumowując, ta kolorowa kamera 16MP z sensorem IMX542 oferuje przystępne cenowo rozwiązanie w postaci kamery wizyjnej do sortowania i recyklingu odpadów, przy jednoczesnym wykorzystaniu wysokiej rozdzielczości i czułości na światło.
Wybór obiektywu do kamery IMX542
Aby kamera vision 16MP działała, ekspert vision VA Imaging wybrał odpowiedni obiektyw C-mount do kamery. Odpowiednia ogniskowa obiektywu została obliczona przez eksperta vision ponownie na podstawie dwóch specyfikacji: pola widzenia (FOV) w mm oraz odległości roboczej w mm. Odległość robocza to odległość od obiektu do kamery. Ponadto ważne jest, aby wybrać obiektyw odpowiedni do rozmiaru matrycy kamery 16MP. Kamera z przetwornikiem 16MP ma rozmiar przetwornika obrazu 1,1”, Sony IMX542
Aby obliczyć najbardziej odpowiedni obiektyw C-mount dla tej kamery wizyjnej, VA Imaging udostępnia własne narzędzie online Kalkulator obiektywów. Na podstawie rozdzielczości kamery, wymaganego pola widzenia i odległości roboczej można obliczyć ogniskową. Klient wskazał, że chciał widzieć szerokość co najmniej 425 mm przy odległości roboczej od 950 do 1350 mm.
Nasz obiektyw C-mount 35MM „VA-LCM-25MP-35MM-F2.4-120” okazał się doskonałym obiektywem do kamery 16MP. Użycie naszego obiektywu 35MM przy odległości roboczej około 1056mm zapewnia pole widzenia 425x242mm. Zostało to przedstawione na rysunku 2, obliczeniu ogniskowej obiektywu.
Akcesoria do systemu sortowania odpadów
Kamery wizyjne, takie jak kamera 16 MP, powinny być podłączone do komputera PC. Aby zapewnić stabilne połączenie między tym komputerem PC a kamerą wizyjną, ekspert w dziedzinie widzenia maszynowego zalecił użycie jednego z kabli USB3 VA Imaging. W przypadku tego systemu wizyjnego do sortowania odpadów nasz kabel USB3 o długości 4,6 metra został zalecany ze względu na fakt, że odległość między komputerem PC klienta a kamerą wynosi 4 metry.
Ponadto nasza płytka montażowa do statywu dla tej kamery z sensorem IMX542 została wybrana przez eksperta w dziedzinie widzenia maszynowego w celu łatwej integracji systemu rozpoznawania odpadów.
Oświetlenie do widzenia maszynowego do rozpoznawania odpadów
Zdecydowanie zaleca się dodanie oświetlenia do systemów wizyjnych do systemu wizyjnego w takim zastosowaniu sortowania odpadów. Klient poinformował eksperta VA Imaging ds. widzenia maszynowego, że środowisko fabryczne, w którym zostanie umieszczona konfiguracja, nie było dobrze oświetlone. Dlatego zdecydowali się umieścić zamkniętą obudowę wokół przenośnika taśmowego, na którym będą wykrywane odpady.
Produkty na przenośniku taśmowym są bardzo zróżnicowane. Od puszek po butelki, wykonane z wszelkiego rodzaju materiałów i w różnych kolorach, powinny być wykrywane w celu prawidłowego sortowania odpadów i późniejszego recyklingu. Aby oświetlić wszystkie odpady możliwie równomiernie i z minimalnymi odbiciami, zaleca się użycie 2 naszych oświetlaczy punktowych LED: Przemysłowy oświetlacz punktowy LED VA SL-90x80-W. Jedną z największych zalet tego systemu sortowania odpadów jest to, że oświetlacze punktowe LED są wyposażone w trzy obiektywy optyczne. Wybierając odpowiedni obiektyw optyczny (30,60 lub 90 stopni), można je umieścić pod kątem optycznym zapewniającym najbardziej optymalne światło dla zastosowania. Zapewnia to klientowi dużą elastyczność.
Aby wykluczyć całe światło otoczenia w fabryce, nasz ekspert ds. widzenia maszynowego zalecił również zbudowanie obudowy wokół przenośnika taśmowego. Zaleca się, aby wnętrze obudowy było całkowicie białe, na przykład poprzez pomalowanie. Następnie należy umieścić oświetlacze punktowe LED po dwóch wewnętrznych stronach obudowy i skierować je ku górze. W ten sposób światło „odbija się” od sufitu obudowy i pada w dół na odpady znajdujące się na przenośniku taśmowym. Światło będzie rozłożone równomiernie.
Do zasilania dwóch lamp LED zalecano nasz zasilacz 24V 150W. Ten zasilacz działa jako sterownik oświetlenia, umożliwiając wyzwalanie i ściemnianie oświetlaczy punktowych LED. Ponadto na naszej stronie internetowej można w razie potrzeby wybrać przedłużacze.
Oprogramowanie do przetwarzania obrazu do rozpoznawania odpadów
Ten konkretny klient nie miał jeszcze doświadczenia w doborze sprzętu do systemu wizyjnego sortowania odpadów. Jednak jego firma miała duże doświadczenie w tworzeniu i wdrażaniu oprogramowania. W przypadku tego konkretnego zastosowania widzenia maszynowego do sortowania odpadów klient wolał tworzyć własne oprogramowanie w języku Python. Zdecydował się skorzystać z naszego bezpłatnego SDK, zawierającego przykładowe programy, w tym próbkę Python do akwizycji obrazów. Jeden z artykułów w naszym Centrum Wiedzy zawiera więcej informacji na temat używania próbki Python w PyCharm.
Do początkowego programowania wykorzystano nasze bezpłatne Software Development Kit (SDK) do przechwytywania i zapisywania obrazów oraz ustawiania parametrów kamery dla sortowania odpadów. SDK obsługuje systemy operacyjne, w tym Windows, Linux i Android, i jest kompatybilne ze standardowymi i przemysłowymi komputerami PC oraz platformami ARM. SDK obsługuje języki programowania takie jak C++, C#/.NET, a dla tego systemu wizyjnego: Python.
Wsparcie dla zastosowań widzenia maszynowego
Czy chcieliby Państwo uzyskać wsparcie od jednego z naszych ekspertów w dziedzinie widzenia maszynowego w celu wyboru najlepszego rozwiązania widzenia maszynowego do sortowania odpadów? A może w innym podobnym zastosowaniu związanym z recyklingiem lub odpadami? Prosimy nie wahać się skontaktować z nami za pomocą formularza dostępnego pod tym linkiem: Wsparcie dla Zastosowania Vision.