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
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.
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:
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.
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.
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.
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. 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.
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.
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.
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.
