You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

Высокопроизводительная агрегация кодов DataMatrix


Скоростное распознавание кодов DataMatrix и решение задач сериализации и агрегации для высокопроизводительных линий стало доступно благодаря инновационному решению от Delta. Встречайте — программный пакет Delta DIAVision VGR


Высокопроизводительная агрегация кодов DataMatrix

В соответствие с законодательством России многие виды продукции подлежат обязательной маркировке. Требования системы «Честный Знак» уже стали обязательными для всех видов молочной продукции, минеральной воды и других групп продукции, в ближайшее время планируется расширение этого перечня за счёт пива. На каждую первичную упаковку маркируемой продукции наносится двумерный код DataMatrix, после чего он должен быть проверен на считываемость, и информация о вводе каждого кода в оборот должна быть передана в соответствующие информационные системы.

Для чтения, распознавания и передачи кодов в информационные системы широко применяются различные решения компании Delta Electronics: контроллеры технического зрения серий DMV2000, DMV3000, смарт-камеры VIS100 и, наконец, программный пакет DIAVision VGR, работающий на базе персонального или промышленного компьютера.

Каждое из решений обладает своими преимуществами и особенностями, обуславливающими их применение для решения конкретных задач. Важнейшими преимуществами программного пакета DIAVision VGR являются возможность решения практически любых задач технического зрения с высочайшей производительностью, которая ограничена только быстродействием используемого компьютера, и многопоточная (одновременная) обработка изображений с нескольких камер.

В задаче считывания индивидуальных кодов DataMatrix с последовательно движущейся по конвейеру продукции все системы машинного зрения Delta Electronics одинаково эффективны. Для многих предприятий, скорость производственных линий которых не достигает сверхвысоких значений, наиболее оптимальным решением является компактная смарт-камера VIS100.

Но есть задачи, предъявляющие более высокие требования к системам машинного зрения. Наиболее распространенные из них сегодня — скоростное считывание индивидуальных кодов DataMatrix продукции на высокопроизводительных линиях, а также одновременное считывание с высокой скоростью группы индивидуальных кодов DataMatrix, в том числе с подготовленной к групповой упаковке или уже упакованной в нее продукции с последующей генерацией на их основе агрегационного (группового/транспортного) кода.

Рассмотрим их решение на примере современных предприятий, производящих пиво или упаковывающих воду.

Существует несколько причин для того, чтобы при решении задач, связанных с маркировкой такой продукции, отдать предпочтение решениям на базе программного пакета компании Delta Electronics — DIAVision VGR, в комплекте с камерами высокого разрешения и интерфейсом Gigabit Ethernet.


Причина №1: всё в одном комплекте!

Решение на базе DIAVision VGR позволяет одновременно с распознаванием кодов обрабатывать и другую визуальную информацию, получаемую при съёмке. А это значит, что без дополнительных масштабных инвестиций можно решить актуальные для практически любого производителя задачи:

  • контроль нанесения даты производства
  • контроль завинчивания крышек
  • контроль уровня жидкости
  • контроль позиционирования наклеек
  • контроль отсутствия инородных включений
  • другие задачи контроля.

Причина №2: удобная интеграция в систему управления

Благодаря широкому набору интерфейсных инструментов система, построенная на базе DIAVision VGR, легко интегрируется с действующей АСУ ТП, а с помощью инструментов МОЛОКОД — с ERP-системой предприятия.

При групповом чтении можно не только выявить нечитаемые (некорректные) коды, но и без дополнительных инструментов и вмешательства человека определить координаты (например, ряд и столбец) бутылки с таким кодом.


Пример организации контроля кодов DataMatrix при агрегации с помощью DIAVision VGR
Пример организации контроля кодов DataMatrix при агрегации с помощью DIAVision VGR

На основе такой информации можно реализовать простое и удобное для производств с ручной агрегацией решение – оператор видит статус каждой бутылки и при необходимости оперативно заменяет бутылку с некорректным кодом.


Причина №3: скоростные линии – не проблема!

Быстродействие DIAVision VGR в десятки раз выше, чем у смарт-камер. Оно ограничивается только быстродействием процессора компьютера, а также количеством и характеристиками применяемых камер. Для обеспечения максимальной производительности рекомендуется использовать компьютеры с процессорами уровня Intel Core i5/i7 третьего поколения или выше и до 6 одновременно работающих камер.

Компактные смарт-камеры VIS100 также эффективно решают задачу сериализации, однако на распознавание кодов они тратят больше времени, чем DIAVision VGR. Обусловлено это производительностью встроенной в малогабаритный корпус VIS100 вычислительной системы, уступающей производительности традиционных компьютерных систем, на которых работает DIAVision VGR. Таким образом, широкий выбор инструментов позволяет формировать решение с оптимальной для конкретного производства архитектурой.


Причина №4: необходимость считывания группы кодов через термоусаживаемую плёнку при решении задачи агрегации

В одном ящике (групповой упаковке) может находиться 6/12/18/20 и более бутылок или банок. Это значит, что площадь поверхности упаковки оказывается достаточно велика. В зависимости от ее размеров и подбирают камеру для систем машинного зрения таким образом, чтобы её разрешения хватало для считывания всех кодов в поле зрения.

Чтобы надёжно считать код DataMatrix, требуется разрешающая способность камер в 3 пикселя на 1 элемент кода. Смарт-камеры различных производителей обычно имеют небольшое разрешение — 0,3-1,2 Мп. При их установке на таком расстоянии, чтобы в поле зрения оказалась вся площадь упаковки, разрешения камеры оказывается недостаточно для считывания всех кодов DataMatrix. В этом случае смарт-камера сможет распознать только часть кодов.

DIAVision VGR позволяет использовать высокоскоростные внешние камеры Gigabit Ethernet с любым разрешением — 2, 5, 10, 12 и даже 20 Мп

DIAVision VGR позволяет использовать высокоскоростные внешние камеры Gigabit Ethernet с любым разрешением — 2, 5, 10, 12 и даже 20 Мп. Разрешение этих камер таково, что на полученных с их помощью снимках большое количество кодов DataMatrix даже минимальных размеров имеют высокую четкость и DIAVision VGR легко справляется с задачей их распознавания.

Производительность систем машинного зрения на базе DIAVision VGR настолько высока, что обеспечивает уверенное распознавание одного кода DataMatrix менее, чем за 1 мс. С учетом затрат времени на передачу камерами изображений в компьютер, DIAVision VGR тратит менее 500 мс на считывание и агрегацию упаковки с тридцатью кодами DataMatrix.


Наглядная демонстрация разницы в разрешении камер высокого разрешения и смарт-камер
Наглядная демонстрация разницы в разрешении камер высокого разрешения и смарт-камер. Слева – фото, сделанное камерой высокого разрешения. В большом поле зрения все коды DataMatrix четкие и будут легко распознаны. Справа — фото, сделанное смарт-камерой. Ее разрешения недостаточно для получения четкого снимка большого поля зрения, поэтому коды DataMatrix получаются размытыми и большая их часть не сможет быть распознана.

Причина №5: требования к глубине резкости

Любая камера характеризуется таким параметром, как глубина резкости изображаемого пространства (ГРИП), которая зависит от величины диафрагмы объектива. Данный параметр – это диапазон расстояний от объектива, в котором все объекты на снимке будут видны четко, в фокусе. Все объекты на снимке, находившиеся в момент съемки за пределами этого диапазона, получатся нечеткими, размытыми.

Диафрагма в объективе используется для того, чтобы иметь возможность изменять ГРИП и получать качественные, четкие снимки нескольких объектов в поле зрения, находящихся на разном расстоянии от объектива. Чем меньше относительное отверстие диафрагмы – тем больше глубина резкости, и в этом случае почти все объекты в поле зрения будут четкими. А при максимально открытой диафрагме глубина резкости составляет всего 1-2 мм, и все объекты за ее границами окажутся на снимке размытыми.


Фото слева сделано с закрытой диафрагмой объектива, глубина резкости большая и все объекты четкие. Фото справа сделано с открытой диафрагмой объектива, глубина резкости маленькая и все объекты за ее границами размыты.
Фото слева сделано с закрытой диафрагмой объектива, глубина резкости большая и все объекты четкие. Фото справа сделано с открытой диафрагмой объектива, глубина резкости маленькая и все объекты за ее границами размыты.

Объективы смарт-камер имеют фиксированную (нерегулируемую) диафрагму и фиксированную глубину резкости. Это означает, что при съемке небольшой площади поверхности упаковки все коды DataMatrix на снимке будут резкими, поскольку они попадают в диапазон ГРИП. Однако при съемке большой площади упаковки (увеличенное поле зрения) глубины резкости смарт-камер уже не хватает. В этом случае часть кодов окажутся на снимке нерезкими, и камера не сможет их распознать.


Объективы смарт-камер имеют фиксированную (нерегулируемую) диафрагму и фиксированную глубину резкости

Смарт-камеры, ввиду нерегулируемой диафрагмы используемых объективов, смогут распознать только часть кодов DataMatrix с большой площади упаковки, попадающих в диапазон глубины резкости объектива (в примере на фото — правый нижний угол упаковки)
Смарт-камеры, ввиду нерегулируемой диафрагмы используемых объективов, смогут распознать только часть кодов DataMatrix с большой площади упаковки, попадающих в диапазон глубины резкости объектива (в примере на фото — правый нижний угол упаковки)

То же самое актуально при работе на линиях, на которых маркируется продукция, разливаемая в бутылки различной ёмкости. Высота бутылок может значительно отличаться – например, высота бутылок ёмкостью 0,25 л и 1,5 л отличается почти на 20 см. А это значит, что при работе с инструментом с малым значением ГРИП потребуется предусмотреть возможность переналадки линии – монтажа смарт-камеры на подходящей высоте.

DIAVision VGR легко справляется с такой ситуацией. На камеры Delta Electronics, используемые для работы с DIAVision VGR, устанавливаются внешние объективы, которые, как правило, имеют регулируемую диафрагму. Поэтому в них легко отрегулировать глубину резкости так, чтобы все коды DataMatrix, попадающие в большое поле зрения, на снимке были резкими.


DIAVision VGR в связке с высокопроизводительными камерами высокого разрешения, объективы которых имеют регулируемую диафрагму, мгновенно распознает все коды DataMatrix на большой площади поверхности упаковки
DIAVision VGR в связке с высокопроизводительными камерами высокого разрешения, объективы которых имеют регулируемую диафрагму, мгновенно распознает все коды DataMatrix на большой площади поверхности упаковки


27 декабря 2021 г.
КАРТОЧКА СТАТЬИ: