Stap 1
Definieer de beslissing
Beschrijf wat de software moet detecteren, meten, lezen of classificeren. Leg ook vast welke fouten relevant zijn en welke grensgevallen met een mens worden besproken.
Praktische selectiegids
Machine-vision camera kiezen: van beeldveld tot interface
Een camera is pas passend wanneer het kleinste relevante detail zichtbaar blijft bij de vereiste snelheid, werkafstand en productvariatie. Deze gids laat zien hoe u beeldveld, resolutie, sluitertype, belichting, lens, beeldsnelheid en datainterface stap voor stap bepaalt.
Eerste architectuurkeuze
Kies eerst tussen area scan en line scan
Een area-scan camera neemt per trigger een volledig rechthoekig beeld op en past meestal bij losse producten of een afgebakend inspectiegebied. Een line-scan camera bouwt het beeld lijn voor lijn op terwijl materiaal beweegt en past bij banen, platen, folie en zeer brede of lange objecten. Deze keuze bepaalt hoe u synchroniseert, belicht en de benodigde resolutie berekent.
Area scan en line scan vergelijken
Vergelijk productbeweging, beeldgeometrie, encodergebruik, belichting en mechanische inbouw voordat u een sensorformaat kiest.
Selectievolgorde
Zes beslissingen voordat u cameraproducten vergelijkt
Leg de productieopgave eerst in meetbare invoer vast. Daarmee voorkomt u dat resolutie, interface of cameratype afzonderlijk worden gekozen terwijl de complete beeldketen de werkelijke grens bepaalt.
Stap 2
Meet beeldveld en werkafstand
Noteer de benodigde breedte en hoogte in millimeters, de beschikbare afstand tot het product en variatie in producthoogte of positie.
Stap 3
Bepaal het kleinste detail
Gebruik het kleinste kenmerk dat de beslissing moet dragen. Spreek vervolgens door testen af hoeveel pixels over dat kenmerk nodig zijn.
Stap 4
Leg beweging en cyclustijd vast
Noteer productsnelheid, triggerfrequentie, stilstandtijd en toegestane bewegingsonscherpte. Deze gegevens bepalen sluitertype, belichtingstijd en beeldsnelheid.
Stap 5
Test lens en belichting
Controleer contrast, vervorming, scherptediepte en reflecties met representatieve producten. Resolutie zonder voldoende optisch contrast levert geen betrouwbaar kenmerk.
Stap 6
Controleer integratie en beheer
Bepaal interface, kabellengte, bandbreedte, voeding, trigger-I/O, beschermingsgraad, software, receptbeheer en verantwoordelijkheid voor onderhoud.
Cameratype en verwerking
Bepaal welke camerafamilie de taak uitvoert
Gebruik de productbeweging en benodigde diepte-informatie als eerste grens. Bepaal daarna waar de beeldverwerking moet draaien en hoeveel integratie de machine vraagt. De detailpagina area scan versus line scan werkt de 2D-geometriekeuze verder uit.
Area-scan camera
Voor een volledig 2D-beeld per trigger. Geschikt voor aanwezigheid, positie, maatcontrole en defectinspectie binnen een afgebakend beeldveld.
Line-scan camera
Voor continu bewegend materiaal of objecten waarvan lengte en breedte een zeer groot 2D-beeld vragen. Synchronisatie met beweging is onderdeel van de beeldopbouw.
Smartcamera
Voor opname en verwerking in één behuizing. Past bij afgebakende inspectietaken wanneer lokale configuratie, I/O en beperkte machine-integratie voldoende zijn.
3D-camera
Voor hoogte, diepte, vorm of volume wanneer contrast in een 2D-beeld onvoldoende informatie geeft. Meetbereik, oppervlak en vereiste onzekerheid bepalen de 3D-techniek.
Rekenmethode voor area-scan camera’s
Bereken eerst de vereiste beeldschaal en sensorresolutie
Gebruik dezelfde eenheden in alle formules. De uitkomst is een ondergrens voor de eerste selectie. Optisch contrast, algoritme, positionering en productvariatie worden daarna met beelden getest.
1. Beeldschaal
Deel de afmeting van het kleinste relevante detail door het aantal pixels dat u over dat detail nodig heeft. Dat aantal is geen vaste industrienorm: bepaal het met het gekozen algoritme en representatieve samples.
mm/pixel ≤ detailgrootte (mm) ÷ benodigde pixels
2. Sensorresolutie
Deel de breedte en hoogte van het beeldveld afzonderlijk door de toegestane millimeters per pixel. Rond naar boven af en houd ruimte voor positievariatie buiten het nominale inspectiegebied.
pixels ≥ beeldveld (mm) ÷ mm/pixel
3. Bewegingsonscherpte
De afstand die het product tijdens de belichting aflegt, gedeeld door de beeldschaal, geeft de onscherpte in pixels. Flitslicht kan de effectieve belichtingstijd verkorten als de installatie daarvoor geschikt is.
onscherpte (px) = snelheid (mm/s) × tijd (s) ÷ mm/pixel
Rekenvoorbeeld
Een detail van 0,5 mm in een beeldveld van 240 × 160 mm
Aannames voor dit voorbeeld
- Beeldveld: 240 × 160 mm.
- Kleinste relevant detail: 0,5 mm.
- Testcriterium: minimaal 4 pixels over dit detail.
- Productsnelheid: 500 mm/s; maximaal 1 pixel bewegingsonscherpte.
Berekening
- Beeldschaal: 0,5 ÷ 4 = maximaal 0,125 mm/pixel.
- Horizontaal: 240 ÷ 0,125 = minimaal 1920 pixels.
- Verticaal: 160 ÷ 0,125 = minimaal 1280 pixels.
- Belichtingstijd: 1 × 0,125 ÷ 500 = maximaal 0,00025 s, oftewel 250 µs.
De berekening selecteert nog geen cameramodel. Controleer daarnaast sensor, lens, werkafstand, beschikbare lichthoeveelheid en detailweergave in de beeldhoeken.
Controleer beeldsnelheid en datastroom
De camera moet de hoogste triggerfrequentie volgen en elk beeld tijdig uitlezen. Protocoloverhead, beeldmetadata, meerdere camera’s en opslag vragen extra capaciteit boven op de onbewerkte datastroom.
MB/s ≈ breedte × hoogte × bitdiepte × beelden/s ÷ 8.000.000
Complete beeldketen
Camera, lens en belichting moeten samen het detail zichtbaar maken
De berekende resolutie is alleen bruikbaar als de lens voldoende detail en contrast overdraagt en de belichting het relevante kenmerk van de achtergrond scheidt. Controleer daarom sensorformaat, lensvatting, werkafstand, scherptediepte, vervorming, lichtrichting en benodigde belichtingstijd als één ontwerp.
Lens en werkafstand
Koppel beeldveld, sensorformaat, brandpuntsafstand, werkafstand en toegestane vervorming.
Belichting en contrast
Kies geometrie, kleur, polarisatie en eventueel flitsbedrijf op basis van oppervlak en inspectiekenmerk.
Beeldveld en resolutie
Bereken millimeter per pixel uit het kleinste detail en het benodigde aantal pixels over dat detail.
Trigger, sluiter en timing
Laat triggervertraging, belichting, uitleestijd en verwerking binnen de beschikbare cyclustijd passen.
Technische grenzen
Vergelijk camerakenmerken pas na de berekening
Deze keuzes beïnvloeden opnamekwaliteit, bekabeling, PC-belasting en onderhoud. Beoordeel ze in de omstandigheden van de machine en niet alleen op basis van een datablad.
Global shutter of rolling shutter
Het sluitertype bepaalt of alle beeldrijen hetzelfde moment vastleggen. Dat wordt zichtbaar zodra product of camera tijdens de opname beweegt.
- Global shutter: alle pixels starten en stoppen de belichting vrijwel gelijktijdig. Dit is meestal de veilige keuze voor bewegende onderdelen en nauwkeurige geometrie.
- Rolling shutter: beeldrijen worden na elkaar belicht. Dit kan passen bij stilstaande objecten, maar beweging kan vorm en positie vervormen.
Monochroom of kleur
Kies kleur wanneer kleurinformatie nodig is voor de beslissing of helpt om het kenmerk met gerichte verlichting te scheiden.
- Monochroom is vaak passend voor maatcontrole, randen, codes en contrastanalyse.
- Kleurclassificatie vraagt controle van lichtkleur, witbalans en kleurvariatie van product en omgeving.
GigE, USB3 of hogere bandbreedte
Selecteer de interface op datastroom, kabellengte, aantal camera’s, PC-aansluitingen en servicemethode.
- GigE past vaak bij langere kabeltrajecten; controleer bandbreedte, voeding en netwerkconfiguratie.
- USB3 biedt hoge bandbreedte over kortere trajecten; borg connector, kabelkwaliteit en controllercapaciteit.
- 10GigE of CoaXPress kan nodig zijn bij hoge resolutie en beeldsnelheid; beoordeel ook framegrabber, PC-slots en warmteafvoer.
Sensorformaat, pixelgrootte en lensvatting
Meer pixels kunnen een grotere sensor of kleinere pixels betekenen. Beide veranderen de eisen aan lens, licht en mechanische inbouw.
- De lens moet het volledige sensorformaat afdekken zonder onacceptabele donkere hoeken of detailverlies.
- Kleinere pixels vragen voldoende optische resolutie en licht; extra pixels compenseren geen onscherpe optiek.
- Controleer lensvatting, beschikbare ruimte, scherpstelling en bereik van diafragma of autofocus.
Verwerkingsarchitectuur
Bepaal waar beelden worden verwerkt en beheerd
Een smartcamera verwerkt lokaal. Een industriële camera met PC biedt meer ruimte voor meerdere camera’s, uitgebreide logica, gegevensopslag en maatwerkinterfaces. Klassieke beeldverwerking past bij kenmerken die met vaste regels zijn te beschrijven; AI wordt relevant bij variatie die niet praktisch in zulke regels is te vangen.
Bekijk de beslissingen voor vision-architectuurVan berekening naar een geteste camera-opstelling
Gebruik de berekening voor een eerste selectie. Test daarna representatieve goede, slechte en grensgevallen met camera, lens en belichting. Sedeco kan meerdere combinaties vergelijken en levert een componentadvies met de technische aandachtspunten voor implementatie.
Acceptatietest
Leg vast wanneer de beeldketen geschikt is
Test de complete opstelling met representatieve goede, slechte en grensgevallen. Gebruik de werkelijke productafstand, snelheid, afscherming, omgevingslicht en triggerbron.
Spreek per criterium een meetbare grens en testomvang af. Een algemene cameraresolutie of demonstratiebeeld is geen acceptatiecriterium voor het productieproces.
Detail en contrast
Het kleinste relevante kenmerk blijft in het volledige toegestane beeldveld en bij alle goedgekeurde productvarianten herkenbaar.
Scherpte en vervorming
Hoogte- en positievariatie blijven binnen de afgesproken scherptediepte; lensvervorming past binnen de meet- of lokalisatietolerantie.
Beweging en timing
Onscherpte blijft onder de afgesproken pixelgrens en de camera verwerkt de hoogste triggerfrequentie zonder gemiste of verwisselde beelden.
Belichting
Contrast blijft bruikbaar bij afgesproken variatie in oppervlak, vervuiling, omgevingslicht en levensduur van de lichtbron.
Communicatie
Trigger, resultaat, foutstatus en productkoppeling werken met PLC of PC, inclusief het afgesproken gedrag bij time-out of verbroken verbinding.
Herstel en beheer
Na herstart of receptwissel worden de juiste instellingen geladen. Operators en onderhoud kunnen de vastgelegde storingen herkennen en afhandelen.
Acceptatietest
Leg vast wanneer de beeldketen geschikt is
Test de complete opstelling met representatieve goede, slechte en grensgevallen. Gebruik de werkelijke productafstand, snelheid, afscherming, omgevingslicht en triggerbron.
Spreek per criterium een meetbare grens en testomvang af. Een algemene cameraresolutie of demonstratiebeeld is geen acceptatiecriterium voor het productieproces.
Detail en contrast
Het kleinste relevante kenmerk blijft in het volledige toegestane beeldveld en bij alle goedgekeurde productvarianten herkenbaar.
Scherpte en vervorming
Hoogte- en positievariatie blijven binnen de afgesproken scherptediepte; lensvervorming past binnen de meet- of lokalisatietolerantie.
Beweging en timing
Onscherpte blijft onder de afgesproken pixelgrens en de camera verwerkt de hoogste triggerfrequentie zonder gemiste of verwisselde beelden.
Belichting
Contrast blijft bruikbaar bij afgesproken variatie in oppervlak, vervuiling, omgevingslicht en levensduur van de lichtbron.
Communicatie
Trigger, resultaat, foutstatus en productkoppeling werken met PLC of PC, inclusief het afgesproken gedrag bij time-out of verbroken verbinding.
Herstel en beheer
Na herstart of receptwissel worden de juiste instellingen geladen. Operators en onderhoud kunnen vastgelegde storingen herkennen en afhandelen.
Invoer voor de businesscase
Bereken de proceswaarde met productiedata
De camera is maar een deel van de investering. Neem ook optiek, belichting, PC of controller, montage, afscherming, bekabeling, software, engineering, validatie, training en onderhoud mee.
Benodigde gegevens uit de lijn
- Aantal producten of inspecties per ploeg en aantal productiedagen.
- Huidige tijd voor handmatige inspectie, instelling, registratie en hercontrole.
- Kosten van gemiste fouten, onterechte afkeur, scrap en nabewerking.
- Stilstand en operatorinterventies door camera-, licht-, trigger- of communicatiestoringen.
- Tijd en materiaal voor omstellingen, periodieke reiniging, kalibratie en vervanging.
Eenvoudig rekenmodel
Jaarlijkse proceskosten = handmatige uren + kosten van fouten en afkeur + stilstand + onderhoud. Vergelijk het huidige proces en de geteste camera-opstelling met dezelfde volumes, tarieven en acceptatiegrenzen.
Na de cameraspecificatie
Werk lens en belichting uit met dezelfde productsamples
Een andere lens, lichtrichting of belichtingstijd kan het bruikbare beeld sterker veranderen dan extra megapixels. Leg de camera daarom pas vast nadat detail, contrast, scherptediepte en beweging samen zijn getest.
Naar de gids voor optiek en belichtingBegrippen en camerafamilies
Verdiep de gekozen cameratechniek
Gebruik deze artikelen wanneer u de werking en grenzen van een specifieke camerafamilie wilt begrijpen. Keer daarna terug naar de berekening en testmethode op deze pagina om modellen te vergelijken.