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Wie man Kameras f├╝r Barcode und QR-Code ausw├Ąhlt

Wie man Kameras f├╝r Barcode und QR-Code ausw├Ąhlt Dieser Artikel erklärt, wie Sie Barcodes und DMC-Codes (Datamatrix-Codes) mit einer kostengünstigsten Bildverarbeitungs-Lösung lesen können. Zusätzlich klären wir den Unterschied zwischen Barcodes und DMC-Codes, indem wir die Vor- und Nachteile diskutieren. Wir stellen auch eine Formel zur Verfügung, mit der Sie die erforderliche Auflösung berechnen können, und geben praktische Beispiele zum Lesen von Barcodes und DMC-Codes.

BARCODE VERSUS DMC CODES

Die beste Wahl für das Codelesen mit industriellen Bildverarbeitungskameras ist die Verwendung von Datamatrix-Codes anstelle von Barcodes. DMC-Codes können mit Kameras mit geringerer Auflösung gelesen werden, wobei das gleiche Sichtfeld wie bei Barcodes verwendet wird. Daher können Sie beim Lesen von DMC-Codes preiswertere Kameras verwenden. Das bedeutet auch, dass Sie mit DMC-Codes bei gleicher Hardware und gleichem Preis ein größeres Sichtfeld inspizieren können.
 
DMC-Code ist eine Matrix aus Punkten, auch Datamatrix genannt. Die Punktgröße wird als Modulgröße angegeben. Für Bildverarbeitungsalgorithmen ist es einfacher, diese Punkte zu lesen als sehr dünne Linien, aus denen Barcodes bestehen.
 
Die erforderliche Auflösung ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen dem Sichtfeldbereich, den wir auf einmal inspizieren wollen (also innerhalb eines Frames / Bildes), und der Größe des kleinsten Details.
 
DMC-Codes sind auch viel kompakter als Barcodes, so dass die erforderliche Etikettengröße reduziert wird. Hier ein Beispiel für ein BARCODE- und ein DMC-Code-Etikett, das genau die gleichen Informationen enthält
 

PREISÜBERLEGUNGEN ZUM THEMA CODELESEN

Bei Kameraauflösungen über 1,6MP hat der Shuttertyp einen wesentlichen Einfluss auf den Preis der Industriekamera. Ein Rolling Shutter kann nur verwendet werden, wenn Kamera und Objekt stillstehen, während ein Global Shutter verwendet werden kann, wenn eine Bewegung stattfindet. Wenn Sie genauere Informationen über den Unterschied zwischen Rolling Shutter und Global Shutter lesen möchten, lesen Sie den ausführlichen Artikel zum Shutter-Typ in unserem Wissenscenter.
 
Praxisbeispiel: Wir benötigen eine Kameraauflösung von 12MP. Nachfolgend ein Vergleich der Kosten zwischen einem Rolling-Shutter- und einem Global-Shutter-Kamerasystem:
 
12MP Rolling Shutter mit Objektiv: MER2-1220-32U3M €216 + LCM-10MP-12MM-F2.8-1.5-ND1 €169 = €385
 
12 MP Global Shutter mit Objektiv: ME2P-1230-23U3C €1030 + LCM-12MP-16MM-F1.3-1.3-ND1 €318 = €1348
 
Generell gelten die folgenden Regeln:
Wenn das Objekt und die Kamera statisch sind -> Rolling-Shutter-Kamera. Die niedrigste Auflösung, die wir empfehlen, ist 6MP. Preise für ein Kamera + Objektiv Set:

  • 6MP Kamera + Objektiv = €276.
  • 12MP Kamera + Objektiv = €385.
  • 20MP Kamera + Objektiv ist €788.
Für den Fall, dass sich Objekt oder Kamera bewegen -> Global Shutter Kamera. Preise für ein Kamera + Objektiv Set:
  • 3MP-Kamera + Objektiv = 472 €.
  • 5MP-Kamera + Objektiv = 737 €.
  • 12MP Kamera + Objektiv = €1348.
  • 26MP-Kamera + Objektiv = 1622 €.

Bitte beachten Sie, dass nicht alle Verschlusstypen mit der gleichen Auflösung erhältlich sind. Daher ist es nicht möglich, die Kameras mit gleicher Auflösung im obigen Preisbeispiel zu vergleichen, außer bei den 12MP-Kameras.

WIE MAN DIE ERFORDERLICHE KAMERAAUFLÖSUNG FÜR BARCODES BERECHNET

Um die für die Inspektion von Barcode-Etiketten erforderliche Auflösung zu berechnen, müssen wir die Breite der dünnsten Linie des Barcodes, die wir sehen möchten, und die Größe des Sichtfelds kennen.
 
Um die benötigte Auflösung zu verringern, können wir entweder die Größe der dünnsten Linie des Barcodes erhöhen oder das Sichtfeld verringern.

WIE MAN DIE ERFORDERLICHE KAMERAAUFLÖSUNG FÜR DMC CODE BERECHNET

Um die erforderliche Auflösung für die Inspektion von DMC-Code-Etiketten zu berechnen, müssen wir die Größe des kleinsten Punkts / Quadrats (Modulgröße) der Datamatrix und die Größe des Sichtfelds kennen.
 
Um die benötigte Auflösung zu verringern, können wir entweder die Modulgröße des DMC-Codes erhöhen oder das Sichtfeld verkleinern.

MINDESTAUFLÖSUNG VERSUS EMPFOHLENE AUFLÖSUNG FÜR DIE CODELESUNG

Die Auflösung ist der Schlüssel für eine stabile, robuste DMC-Code- und Barcode-Lesung. In diesem Beispiel berechnen wir den Systemaufbau in 2 Szenarien: minimale Auflösung und empfohlene Auflösung.
 
Bei minimaler Auflösung wollen wir mindestens 1,5 Pixel pro Linienbreite (Barcode) oder 1,5 Pixel pro Punkt (DMC-Code). Wenn alle Parameter optimal sind (Etikettenqualität, Licht, Geometrie, etc.) oder Sie mehrere Bilder desselben Codes aufnehmen. Dies könnte stabil funktionieren.  
 
Die empfohlene Auflösung beträgt mindestens 2 Pixel pro Linienbreite (Barcode) oder 2 Pixel pro Punkt (DMC). Die beste Lösung sind 3 Pixel. Je mehr Pixel pro Linienbreite / Punkt, desto höher ist die Kameraauflösung, die benötigt wird. Die gesamte Hardware wird teurer. Mehr Pixel führen jedoch auch zu einer einfacheren, schnelleren, besseren und stabileren Lesung der DMC-Codes und Barcodes.

FORMEL ZUR BERECHNUNG DER AUFLÖSUNG

Es gibt eine Formel zur Berechnung der Auflösung, die Sie verwenden können:
 
Kameraauflösung = Sichtfeld / Systemauflösung
 
Systemauflösung = (dünnste Liniendicke oder Modulgröße) / (minimale oder empfohlene Auflösung pro dünnster Liniendicke oder Modulgröße).
 
Z.B.: Welche Kamera brauche ich, um einen Barcode mit einer dünnsten Liniendicke von 1mm in einem Sichtfeld von 1000*600mm zu erkennen. Wir gehen von der empfohlenen Auflösung aus.
 
Systemauflösung = 1mm/2Pixel= 0,5 mm/Pixel
 
Horizontale Kameraauflösung = 1000 mm (horizontales FOV) / 0,5 mm (Systemauflösung) = 2000pixels
 
Vertikale Kameraauflösung = 600 mm (vertikales FOV) / 0,5 mm (Systemauflösung) = 1200pixels
 
Unser System benötigt eine Kamera mit einer Auflösung von mindestens 2000*1200 Pixeln = 2,4MP Kamera.
 
Wenn das Objekt still steht, also Rolling-Shutter-Kamera, würden wir die 6MP-Kamera für ca. 276euro (inkl. Objektiv) empfehlen. Ist das Objekt in Bewegung, empfehlen wir die 3MP Global Shutter Kamera für ca. 472euro (inkl. Objektiv).

DIE BEDEUTUNG VON BILDVERARBEITUNGSSOFTWARE BEIM MASCHINELLEN LESEN VON BARCODES / DMC-ETIKETTEN

Die Wahl der Software ist beim Lesen von DMC-Codes und Barcodes entscheidend. Sie spielt eine entscheidende Rolle für die Leistung des Systems beim Erkennen und Lesen von Codes. Generell gilt: Je besser die Software-Algorithmen, desto besser können Codes erkannt, gelesen und dekodiert werden.

DIE LEISTUNG DER ADAPTIVEN BILDVERARBEITUNGSSOFTWARE

Adaptive Vision Bildverarbeitungssoftware
In Adaptive Vision können Sie mit nur 2 Werkzeugen und 5 Minuten Zeitaufwand einen sehr leistungsfähigen Algorithmus zum Codelesen erstellen. Ein Tool für die Aufnahme des Bildes und ein weiteres Tool für die Erkennung des Barcodes oder DMC-Codes.
 
Die Tools sind sehr schnell und leistungsfähig. In allen unseren Tests erreichten wir eine weitaus bessere Erfolgsquote beim Lesen schwieriger Bilder im Vergleich zu Kunden, die Open-Source-Code-Lesealgorithmen verwenden. Insbesondere bei begrenzter Auflösung oder schwierigen Beleuchtungssituationen (z. B. Reflexionen).
 
Nachfolgend ein Beispiel für das Lesen von Barcodes in Adaptive Vision Studio


CODE-LESE-ANWENDUNGEN IN DER PRAXIS

Wie bereits erwähnt, wird durch die Verkleinerung des Sichtfelds die erforderliche Kameraauflösung reduziert. Wenn das Sichtfeld im Vergleich zur Höhe sehr groß ist, besteht eine Möglichkeit zur Einrichtung eines Systems darin, mehrere Bilder durch Bewegen der Kameras oder der Produkte zu erfassen.
 
Wenn Ihr Sichtfeld, in dem Barcodes oder DMCs erkannt werden sollen, beispielsweise 10 x 2 Meter beträgt, könnten Sie eine Kamera auf einem Wagen bewegen und 5 Bilder von 2x2 Metern aufnehmen, anstatt 5 Kameras zu verwenden

ZEILENKAMERAS VS. FLÄCHENKAMERAS ZUM CODELESEN

Unsere Kunden fragen häufig, was der Unterschied zwischen Zeilenkameras oder Flächenkameras zur Erkennung von Barcodes ist.
 
Bei Zeilenkameras wird für die Prüfung ein Bild in der Software zeilenweise rekonstruiert, dies geschieht, wenn ein Objekt unter dem Sensor durchläuft. Zeilenkameras werden bevorzugt eingesetzt, wenn ein Förderband verwendet wird, um die Produkte unter die Kamera zu bewegen. Bei Zeilenkameras ist es sehr wichtig zu wissen, wann jede Pixelzeile erfasst wird, da dies von der Geschwindigkeit des vorbeilaufenden Objekts abhängt. Oft werden Encoder verwendet. Eine Zeilenkamera ist sehr teuer, und es werden Encoder benötigt, um eine stabile Lösung zu erhalten.
 
Flächenkameras sind viel billiger, flexibler und einfacher zu installieren. Sie können Barcodes und DMC-Codes in sehr unterschiedlichen Umgebungen lesen. Daher wird in > 95 % der Anwendungen zum Lesen von Barcodes oder DMC-Codes eine Flächenkamera verwendet.

FAZIT

Wenn Sie eine kostengünstige Codeleselösung wünschen, empfehlen wir die Verwendung von DMC-Codes. Die Datamatrix ist mit einer Kamera mit niedrigerer Auflösung lesbar und Kameras mit niedriger Auflösung sind günstiger als Kameras mit hoher Auflösung. Wenn Sie Barcodes lesen oder den Preis Ihrer DMC-Codeleselösung weiter senken wollen, empfehlen wir, wenn möglich, einen Rolling Shutter zu verwenden, da diese günstiger sind als Global-Shutter-Kameras.
 
Sie können auch die benötigte Auflösung reduzieren, indem Sie entweder die Größe der dünnsten Linie / des dünnsten Punktes erhöhen oder das Sichtfeld verkleinern. Das Sichtfeld kann auch verringert werden, indem mehrere Kameras verwendet werden, die das gesamte Sichtfeld abdecken.

HABEN SIE WEITERE FRAGEN ZUM LESEN VON BARCODES ODER DATAMATRIX-CODES?

Sollten Sie weitere Fragen zum Thema Lesen von Codes haben, nehmen Sie Kontakt mit uns auf. Wir helfen Ihnen immer gerne weiter.

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  Team GeT Cameras     13-01-2021 14:28
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