Solução de Computer vision para inspeção de insetos
Max Reijngoudt
As câmeras de Computer vision podem ser utilizadas para uma variedade de aplicações. Este artigo orienta-o na seleção da solução de computer vision adequada para inspeção de insetos. Para inspecionar pequenos objetos, como insetos, é necessário um sistema de inspeção de alta qualidade. Em apenas cinco passos, fornecemos-lhe uma computer vision solution para inspeção de insetos que também pode ser utilizada para várias outras aplicações de inspeção. O software de Computer vision deve ser utilizado juntamente com a câmera industrial, lente e iluminação para melhorar o processamento de imagem. Como resultado, características como o tipo de objeto, posicionamento e forma do inseto podem ser detetadas.
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Seleção de câmera de Computer vision
Um dos nossos especialistas em machine vision começou por aconselhar ao nosso cliente uma câmera de computer vision adequada para o sistema de inspeção de insetos. Recomendamos a utilização da nossa câmera USB3 de 20MP ‘MER2-2000-19U3M’ devido a algumas especificações exigidas pelo cliente. Foi aconselhada uma interface USB3-câmera devido a várias vantagens. Uma câmera USB3 tem uma largura de banda 4 vezes superior à de uma câmera Gigabit Ethernet (GigE), permite a transmissão de dados e alimentação através de apenas 1 cabo e oferece uma vantagem de preço. Além disso, foi escolhida uma câmera monocromática em vez de uma câmera de computer vision a cores porque o cliente não pretendia visualizar detalhes de cor dos insetos. Uma câmera monocromática capta imagens a preto e branco e é três vezes mais sensível à luz do que uma câmera a cores.
Adicionalmente, o cliente pretendia captar imagens de insetos que estivessem parados. Os insetos não estavam a andar nem a voar no momento em que a imagem foi captada. Por este motivo, aconselhamos a utilização de uma rolling shutter camera em vez de uma global shutter camera para este sistema específico de inspeção de insetos. Mais informações sobre Global shutter vs. Rolling shutter podem ser encontradas neste artigo no nosso Knowledge Center.
Suporte por um dos nossos especialistas em computer vision foi prestado para determinar a resolução de câmera necessária. O cliente não sabia qual a resolução necessária para este sistema de inspeção de insetos por visão. O inseto foi colocado num pequeno túnel fechado, para garantir que permanecia sempre na mesma posição. O inseto está sempre posicionado num espaço de máximo 16 x 10,5 mm. Assim, este é o campo de visão (FOV) pretendido. Para realizar a inspeção dos insetos e visualizar os menores detalhes de 0,001mm x 0,001mm, foi necessária uma resolução do sistema de 0,003 mm/pixel (com base em três pixels por menor detalhe). É necessária uma câmera de computer vision com pelo menos 4950x3300 pixels para cobrir todo o campo de visão. O sensor Sony IMX183 da câmera de computer vision de 20MP possui 5496x3672 pixels.
Em conclusão, esta câmera de 20MP oferece uma solução de câmera de computer vision económica para inspeção de insetos, beneficiando da alta resolução e da interface USB3 de fácil utilização.
Lente para câmera de computer vision de 20MP
O campo de visão necessário nesta aplicação de inspeção é de pelo menos 16x10,5mm. Como se trata de uma área muito pequena, aconselhamos a utilização de uma lente telecêntrica. As lentes telecêntricas são utilizadas em aplicações de computer vision onde são necessárias medições de elevada precisão. Isto deve-se ao facto de uma lente telecêntrica apresentar praticamente nenhuma distorção, ausência de erros de perspetiva e sem sombreamento da lente. A distância de trabalho fixa e o número F fixo da lente telecêntrica devem ser tidos em conta ao utilizar uma lente telecêntrica.
A câmera de 20MP selecionada para este sistema de inspeção de insetos possui um sensor de imagem de 1”, o sensor Sony IMX183. Para calcular a lente telecêntrica mais adequada para esta câmera de computer vision, utilizámos a nossa ferramenta online de cálculo de lente telecêntrica. Com base na resolução da câmera e no tamanho do pixel da câmera, foi possível calcular a ampliação necessária da lente telecêntrica.
Para captar imagens de um campo de visão de pelo menos 16x10,5mm, o calculador indica que é necessária uma ampliação de lente de 0,82X ou inferior. Ao visitar a nossa página de lentes telecêntricas, é apresentada uma variedade de lentes telecêntricas. O cliente que irá utilizar esta lente para inspeção de insetos ainda estava flexível quanto à distância de trabalho, com requisitos de uma distância de trabalho entre 50 e 350mm. A nossa lente telecêntrica de ampliação 0,8X para sensores de imagem até 1,1” revelou ser uma excelente solução de computer vision para a inspeção de insetos. A nossa ferramenta de cálculo de lente telecêntrica mostra que, ao utilizar esta lente telecêntrica em combinação com a câmera de computer vision de 20MP, obtém-se um campo de visão ligeiramente maior: 11,02x16,49mm. A distância de trabalho fixa de 110mm desta lente telecêntrica de ampliação 0,8X corresponde às especificações do cliente
Calculadora de Lente Telecêntrica
Acessórios para aplicações de computer vision
As nossas câmeras de computer vision, como a recomendada câmera de 20MP, devem ser ligadas a um PC e é necessário utilizar software para processar as imagens. Para garantir uma ligação estável entre o PC e a câmera, aconselhamos a utilização de um dos nossos cabos USB3. Por exemplo, para este sistema de visão de inspeção de insetos, é utilizado um cabo USB3.0 de 4,6 metros.
Além de adicionar um cabo USB3 à configuração da câmera, foi selecionada uma placa de montagem para tripé para facilitar a integração do sistema de inspeção de insetos.
Iluminação para inspeção de insetos
Para realçar os detalhes dos insetos e aumentar o contraste, a iluminação de machine vision é adicionada ao sistema de inspeção de insetos. Para executar a inspeção de objetos muito pequenos como insetos, uma ring light oferece a melhor solução de computer vision. Colocar uma ring light acima dos insetos resulta numa luz que pode iluminar de forma uniforme, proporcionando uma imagem onde todas as características dos insetos são claramente visíveis.
A nossa ring light de campo claro de tamanho standard, que está até disponível em luz branca no nosso stock local Express, oferece uma solução de iluminação de computer vision adequada. Na maioria das aplicações standard de computer vision, a iluminação branca é a mais utilizada. Para além da luz branca, a nossa iluminação de machine vision também está disponível em tipos de luz vermelha, verde e azul. Especialmente para esta aplicação de computer vision onde as imagens são captadas para inspeção de insetos, recomenda-se uma luz vermelha em vez de uma luz branca. Os insetos não conseguem ver comprimentos de onda no espectro da luz vermelha. Desta forma, os insetos não serão afetados pela luz intensa.
Para facilitar a possibilidade de regulação da intensidade da luz, foi sugerido o nosso controlador de luz 24V/60W, que também serve como fonte de alimentação. No entanto, é importante notar que uma fonte de alimentação 24V standard também pode satisfazer este requisito.
Software de Computer vision para inspeção de insetos
Uma única câmera, lente e iluminação não constituem um sistema completo de inspeção de insetos. Para a verdadeira solução de computer vision, é necessário software de processamento de imagem para detetar todos os detalhes dos insetos. As nossas câmeras são compatíveis com GenIcam, o que significa que podem ser utilizadas com uma variedade de software de terceiros, incluindo MvTec Halcon, NI Labview, Cognex Visão Pro, Matlab, OpenCV e software para Arm Boards.
Para a primeira programação, o nosso Software Development Kit (SDK) gratuito pode ser utilizado para capturar e guardar imagens e definir os parâmetros da câmera para a inspeção de insetos. O SDK suporta sistemas operativos incluindo Windows, Linux e Android e é compatível com PCs regulares e industriais, bem como plataformas ARM. O SDK suporta linguagens de programação como C++, C#/.NET e Python. É possível adquirir linguagens adicionais mediante pedido, estas não estão incluídas no pacote padrão.
Neste exemplo de aplicação de computer vision para inspeção de insetos, o cliente preferiu desenvolver o seu próprio software em Python. O nosso SDK pode ser consultado para programas de exemplo, incluindo a amostra em Python para aquisição de imagens. Um dos artigos no nosso Knowledge Center fornece mais informações sobre a utilização de uma amostra em Python utilizando o PyCharm.
Suporte para aplicações de computer vision
Gostaria de receber suporte de um dos nossos especialistas em machine vision com a melhor computer vision solution para inspeção de insetos? Ou outra aplicação de computer vision semelhante? Não hesite em contactar-nos utilizando o formulário abaixo!
