Como utilizar machine vision para inspeção de ervas daninhas
Max Reijngoudt
Quando se trata de inspeção de ervas daninhas e aplicação direcionada de pesticidas, é importante implementar um sistema de visão de alta qualidade, fundamental para detetar plantas/ervas daninhas nocivas que podem afetar a produção de culturas. Compreendemos que pode ser difícil determinar a configuração correta de machine vision e o software necessário para promover o melhor padrão e alcançar uma produção ótima de culturas, entre outros benefícios. Os nossos produtos de machine vision e respetivos preços estão disponíveis e facilmente acessíveis, proporcionando acesso direto à informação sobre este sistema de visão para inspeção de ervas daninhas / aplicação de pesticidas.
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Nesta aplicação, o cliente que nos contactou sobre a sua aplicação de pesticidas precisava de captar as suas culturas e a área envolvente com uma câmera que tivesse fotogramas por segundo (FPS) e megapixels (MP) suficientes. As câmeras foram fixadas a uma longa viga (braço), que por sua vez foi acoplada ao trator que percorria os campos. Com um FPS mais elevado, este cliente
será capaz de detetar ervas daninhas pequenas ou grandes a crescer nos diferentes tipos de culturas. Com esta informação, o cliente poderá então acionar o seu sistema para pulverizar pesticida sobre as ervas daninhas que estão a afetar o crescimento das suas culturas.
Seleção de Câmera para pulverização de pesticidas / inspeção
Para este sistema de machine vision montado no trator, queremos primeiro escolher qual câmera será a mais adequada para o cliente. Devemos ter em mente que é necessário um frame rate elevado para a inspeção e identificação de ervas daninhas para a pulverização de pesticidas e que também cumprimos as recomendações dos nossos clientes. O nosso conselho foi utilizar a câmera GigE de 3MP 'MER2-302-37GC-P', pois existe a possibilidade de utilizar um cabo maior que irá alimentar e transmitir dados através de um único cabo. Como o braço do trator tem mais de 4,6 metros de comprimento, uma câmera USB3.0 não era tão adequada em comparação com a Câmera GigE.
O cliente necessitava de uma câmera a cores para inspecionar claramente as ervas daninhas, bem como de uma câmera com global shutter, já que o trator estará em movimento constante durante o período de testes. Isto garantirá que as imagens não fiquem distorcidas. Pode ler mais sobre global shutter e rolling shutter em câmeras no nosso Knowledge Center Rolling Shutter vs. Global Shutter.
Placa de aquisição de imagens para inspeção de ervas daninhas
Como os braços do trator irão conter 10 câmeras cada, o cliente também irá necessitar de frame grabbers para garantir que a transmissão de dados entre as câmeras seja fluida. Pode consultar os nossos diferentes frame grabbers disponíveis. O nosso Adaptador PCIe4x - 4x GigE PoE - quad bus pode ligar 4 câmeras diferentes em simultâneo, de forma independente e à velocidade máxima. Graças à funcionalidade PoE desta placa, a câmera PoE pode ser alimentada através do mesmo cabo ethernet utilizado para a transmissão de dados.
Para determinar a resolução necessária, a resolução mínima foi fornecida pelo cliente. Com base em 3 pixels por menor detalhe, foram necessários pelo menos 2000x1000 pixels para esta aplicação. A câmera GigE de 3MP 'MER2-302-37GC-P', que tem uma resolução de 2048X1536, satisfaz as necessidades desta aplicação.
Proteção para a sua configuração de machine vision
O cliente também necessitava de uma machine vision câmera housing para garantir que não entrasse pó ou humidade na câmera e na lente. Estes machine vision câmera housings têm classificação IP67
para assegurar que a sua machine vision câmera permanece protegida.
Várias câmaras de machine vision no trator
Nesta aplicação específica, o cliente pretendia uma configuração com 20 câmeras. 10 das câmeras seriam colocadas num dos braços do trator e vice-versa. Todas as câmeras são iguais à mencionada neste artigo, bem como a mesma lente referida na secção anterior. Isto dará ao cliente a capacidade de utilizar o seu pulverizador de pesticidas para promover o crescimento das suas plantas e eliminar as ervas daninhas prejudiciais que crescem à sua volta. Cada câmera necessitava de um cabo 10GigE de 10 metros, mas se o seu sistema de visão necessitar de vários ajustes, podemos facilmente fazer adaptações para responder à necessidade da sua aplicação de visão.
Seleção de Lente para inspeção de infestantes
Depois de conhecer a resolução necessária, ainda precisamos encontrar a lente correta que é exigida para esta aplicação, baseando-nos no nosso Calculador Online de Lentes. Como pode ver na figura, o tamanho do sensor da MER2-302-37GC-P é 1/1.8”. Seguindo os nossos cálculos anteriores e os requisitos definidos pelo cliente, com um FOV de 1050 x 880mm, é necessária uma lente com distância focal de 6mm. O FOV final será aproximadamente 1029 x 772mm, o que, após discussão com o cliente, revelou-se mais do que suficiente para a sua aplicação. Com isto, o cliente pode definir a região de interesse (ROI) para garantir que tem exatamente o FOV pretendido a 1000mm HFOV. A nossa Lente 5MP 06mm C-mount VA-LCM-5MP-06MM-F1.4-015 é uma excelente solução para a câmera de 3MP.
Iluminação de Machine vision para inspeção de ervas daninhas
Para esta aplicação específica, já existia iluminação disponível nos braços do trator, bem como no próprio trator, o que resultou em iluminação suficiente para a sua solução. Se a sua aplicação estiver num cenário de pouca luz, poderá ser necessário outro machine vision lighting , podendo entrar em contacto connosco no final da página através do nosso formulário de suporte ao cliente.
Software de processamento de imagem para detetar ervas daninhas
Em alguns casos, as nossas câmeras, objetivas e soluções de iluminação não são suficientes para um sistema de visão. 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 Vision Pro, Matlab, OpenCV e software para Arm Boards. Para a primeira programação, o nosso SDK gratuito pode ser utilizado para adquirir imagens e definir os parâmetros da câmera. O kit de desenvolvimento de software é compatível com PCs regulares e industriais e plataformas ARM, incluindo a série NVIDIA TX e Raspberry Pi. Os sistemas operativos suportados incluem Windows, Linux e Android.
Por exemplo, os clientes desenvolveram o seu próprio pacote de software que funcionou com o nosso SDK. Para a sua aplicação única, poderá necessitar de utilizar um dos nossos pacotes de software de computer vision.
Suporte para sistema de visão de deteção de ervas daninhas
Machine vision oferece uma solução poderosa e precisa para inspeção de ervas daninhas e aplicação direcionada de pesticidas. Ao implementar um sistema de câmera com altas taxas de frames e resolução adequada, os agricultores podem alcançar melhorias significativas no rendimento das culturas e na gestão de recursos. Ao combinar os componentes de machine vision mencionados neste artigo, os agricultores podem obter uma ferramenta valiosa para otimizar o controlo de ervas daninhas e maximizar a saúde das culturas.
Gostaria de receber assistência de um dos nossos especialistas em machine vision para construir o seu próprio sistema de visão para deteção de ervas daninhas/aplicação de pesticidas? Não hesite em contactar-nos através do formulário abaixo e entraremos em contacto consigo o mais rapidamente possível.
