Dit artikel legt uit hoe u barcodes en DMC-codes (Datamatrix codes) kunt lezen met de meest kosteneffectieve machine vision camera oplossing. Daarnaast verduidelijken we het verschil tussen barcodes en DMC-codes door de voor- en nadelen te bespreken. We geven ook een formule waarmee u de vereiste resolutie kunt berekenen en geven praktische voorbeelden van het lezen van barcodes en DMC-codes.
De beste keuze voor het lezen van codes met industriële machine vision camera’s is het gebruik van DMC-codes in plaats van barcodes. DMC-codes kunnen worden gelezen met camera’s met een lagere resolutie en met hetzelfde field of view als barcodes. Daarnaast kunt u bij het lezen van DMC-codes goedkopere camera’s gebruiken. Dit betekent ook dat u met DMC-codes een groter field of view kunt inspecteren met dezelfde hardware en prijs.
Een DMC code is een matrix van punten, ook wel datamatrix genoemd. De puntgrootte wordt gespecificeerd als modulegrootte. Voor machine vision algoritmen is het makkelijker om deze stippen te lezen dan hele dunne lijnen, waar barcodes van gemaakt zijn.
De vereiste resolutie wordt bepaald door de verhouding tussen het field of view dat we in één keer willen inspecteren (dus binnen één frame/beeld) en de grootte van het kleinste detail.
DMC codes zijn ook veel compacter dan barcodes, dus de benodigde labelgrootte is kleiner. Hier ziet u een voorbeeld van een Barcode- en een DMC-codelabel met exact dezelfde informatie.
Voor cameraresoluties boven 1,6MP heeft het type shutter een aanzienlijke invloed op de prijs van de industriële camera. Een shutter kan alleen worden gebruikt als de camera en het object stilstaan, terwijl een global shutter kan worden gebruikt als er beweging is. Als u meer gedetailleerde informatie wilt lezen over het verschil tussen de rolling shutter en de global shutter, lees dan het diepgaande artikel over het type shutter in ons kenniscentrum.
Praktisch voorbeeld: we hebben een cameraresolutie van 12MP nodig. Hieronder een vergelijking van de kosten tussen een rolling shutter en een global shutter camerasysteem:
12MP Rolling shutter met lens: MER2-1220-32U3M €216 + LCM-10MP-12MM-F2.8-1.5-ND1 €169 = €385
12 MP Global shutter met lens: ME2P-1230-23U3C €1030 + LCM-10MP-16MM-F1.6-1.3-ND1 €318 = €1348
Om de resolutie te berekenen die nodig is om barcode labels te inspecteren, moeten we de breedte van de dunste lijn van de barcode die we willen zien en de grootte van het field of view weten.
Om de benodigde resolutie te verlagen, kunnen we de dunste lijn van de barcode vergroten of het field of view verkleinen.
Om de resolutie te berekenen die nodig is om DMC-code-etiketten te inspecteren, moeten we de grootte van het kleinste punt/vierkant (modulegrootte) van de datamatrix en de grootte van het field of view weten.
Om de benodigde resolutie te verlagen, kunnen we de modulegrootte van de DMC-code vergroten of het field of view verkleinen.
De resolutie is essentieel voor het stabiel en robuust lezen van DMC-codes en barcodes. In dit voorbeeld berekenen we de systeeminstelling in 2 scenario’s: minimale resolutie en aanbevolen resolutie.
Met minimale resolutie willen we minimaal 1,5 pixels per lijnbreedte (barcode) of 1,5 pixel per punt (DMC-code). Als alle parameters optimaal zijn (labelkwaliteit, licht, geometrie, enz.) of als u meerdere afbeeldingen van dezelfde code maakt. Dit zou stabiel kunnen werken.
De aanbevolen resolutie is ten minste 2 pixels per lijnbreedte (streepjescode) of 2 pixels per punt (DMC). De beste oplossing is 3 pixels. Meer pixels per lijnbreedte / punt betekent dat de cameraresolutie hoger is dan vereist. De totale opstelling zal duurder zijn. Maar meer pixels zorgt ook voor eenvoudiger, sneller, beter en stabieler lezen van de DMC-codes en barcodes.
Er is een formule die u kunt gebruiken om de resolutie te berekenen:
Camera resolutie = Field of view / systeemresolutie
Systeemresolutie = (dunste lijn of moduulgrootte) / (minimale of aanbevolen resolutie per dunste lijn of moduulgrootte).
Bijvoorbeeld: Welke camera heb ik nodig om een barcode met een dunste lijn van 1 mm te detecteren in een field of view van 1000*600 mm. We gaan voor de aanbevolen resolutie.
Systeemresolutie = 1 mm/ 2 pixels = 0,5 mm/pixel
Horizontale cameraresolutie = 1000 mm (horizontale FOV) / 0,5 mm (systeemresolutie) = 2000 pixels
Verticale cameraresolutie = 600 mm (verticale FOV) / 0,5 mm (systeemresolutie) = 1200 pixels
Ons systeem heeft een camera nodig met een resolutie van minstens 2000*1200 pixels = 2,4 MP camera.
Als het object stilstaat, dus met een rolling shutter camera, raden we de 6MP camera aan voor ongeveer 276 euro (inclusief lens). Als het object beweegt, raden we de 3MP global shutter camera aan voor ongeveer 472 euro (inclusief lens).
De keuze van software is cruciaal bij het lezen van DMC-codes en barcodes. Het speelt een cruciale rol in de prestaties van het systeem om codes te herkennen en te lezen. Als algemene regel geldt: hoe beter de softwarealgoritmen, hoe beter codes kunnen worden herkend, gelezen en gedecodeerd.
Zebra Aurora Vision Image beeldverwerkingssoftware
In Zebra Aurora Vision kunt u een zeer krachtig algoritme maken voor het lezen van codes met slechts 2 tools en 5 minuten tijd. Een tool voor het verwerven van het beeld en een andere tool voor het detecteren van de barcode of DMC code.
De tools zijn erg snel en krachtig. In al onze tests behaalden we een veel betere succesratio bij het lezen van moeilijke afbeeldingen in vergelijking met klanten die open-source code leesalgoritmen gebruiken. Vooral wanneer er sprake is van een beperkte resolutie of moeilijke lichtsituatie (reflecties bijvoorbeeld).
Hieronder een voorbeeld van het lezen van barcodes in Zebra Aurora Vision Studio.
Zoals gezegd zal het verkleinen van het field of view de vereiste cameraresolutie verlagen. Als het field of view erg breed is in vergelijking met de hoogte, is een slimme manier om een systeem op te zetten om meerdere beelden vast te leggen door de camera’s of de producten verplaatsen.
Als uw field of view waar barcodes of DMC moeten worden gedetecteerd bijvoorbeeld 10 x 2 meter is, kunt u één camera op een trolley verplaatsen en 5 foto’s van 2x2 meter maken in plaats van 5 camera’s te gebruiken.
Onze klanten vragen vaak wat het verschil is tussen camera’s met een line scan camera met een area scan om barcodes te detecteren.
Met line scan camera’s wordt een beeld in software lijn voor lijn gereconstrueerd voor inspectie, dit gebeurt wanneer een object onder de sensor doorgaat. Line scan camera’s hebben de voorkeur als er een transportband wordt gebruikt om de producten onder de camera door te bewegen. Voor line scan camera’s is het erg belangrijk om te weten wanneer elke pixellijn moet worden vastgelegd, omdat dit afhangt van de snelheid van het object dat passeert. Vaak worden encoders gebruikt. Een line scan camera is erg duur en encoders zijn nodig om een stabiele oplossing te maken.
Area-scan camera’s zijn veel goedkoper, flexibeler en gemakkelijker te installeren. Ze kunnen barcodes en DMC codes in zeer verschillende omgevingen lezen. Daarom gebruikt > 95% van de toepassingen voor het lezen van barcodes of DMC codes een area scan camera.
Als u een kosteneffectieve oplossing voor het lezen van codes wilt, raden we u aan DMC codes te gebruiken. De datamatrix is leesbaar met een camera met een lagere resolutie en camera’s met een lage resolutie zijn goedkoper dan camera’s met een hoge resolutie. Als u toch barcodes wilt lezen, of de prijs van uw DMC code oplossing verder wilt verlagen, raden we aan om indien mogelijk een rolling shutter te gebruiken, aangezien deze goedkoper zijn dan global shutter camera’s.
U kunt de benodigde resolutie ook verlagen door ofwel de grootte van de dunste lijn/punt te vergroten of het field of view te verkleinen. Het field of view kan ook worden verkleind door meerdere camera’s te gebruiken die het totale field of view bestrijken.
Als u nog andere vragen heeft over het lezen van codes, kunt u altijd contact met ons opnemen. We helpen u graag verder!
Vindt u de artikelen in ons kenniscentrum nuttig? Zorg ervoor dat u GeT Cameras volgt op LinkedIn, want daar plaatsen we nieuwe artikelen zodra ze verschijnen.