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MSTVision社製フォトメトリックステレオ撮影システムにおけるBasler aceとフレームグラバーの活用

(左)FPGA搭載のフォトメトリックステレオ撮影システム (右)1. 平均曲率 2. X軸方向の傾き成分 3. Y軸方向の傾き成分 4. 質感
(左)FPGA搭載のフォトメトリックステレオ撮影システム
(右)1. 平均曲率 2. X軸方向の傾き成分 3. Y軸方向の傾き成分 4. 質感
(上)4枚の入力画像とデジタルカメラの画像 (下)傾き画像と反射率画像
(上)4枚の入力画像とデジタルカメラの画像
(下)傾き画像と反射率画像

概要

医薬品のパッケージデザインにある凹凸を含め、物体面の質感を把握するために利用されているフォトメトリックステレオ法。この方法では、カメラの位置を固定し、光の照射角度のみを変えて複数枚の画像を撮影した後、物体面の傾きを示す「傾き画像」を生成することで、従来は識別できなかった特殊な欠陥も検出できます。

課題

フォトメトリックステレオ法では、複数の角度から対象物に光を照射しながら、通常4枚(最低3枚)の画像を撮影しますが、その計算処理には多大な時間がかかり、最新のプロセッサーを使用した場合でもシームレスな検査が難しいことから、製品によっては納期に間に合わないおそれがありました。

ソリューション

本事例のフォトメトリックステレオ撮影システムには、画素数4MP・フレームレート180fpsを誇るBasler ace Classicのほか、フレームグラバーとしてmicroEnable 5 marathon VCLxが採用されています。実際の撮影工程では、4枚の生画像をFPGA上で直接処理し、フレームグラバーからフォトメトリックステレオ法の撮影結果を出力するため、CPUに余計な負荷をかける心配はありません。さらに、FPGA画像処理開発環境VisualAppletsを組み合わせることにより、撮影を行いながら光の照射角度を変えることにも成功しました。

多数の処理を同時並行で進めながら、少ない消費電力でフレームグラバーと膨大なデータをやり取りできるFPGAは、これまで不可能であったフォトメトリックステレオ撮影の高速化を可能にしています。

メリット

  • データ転送速度の向上により各種生産要件に対応
  • FPGA上で直接画像を処理
  • 余計なCPU負荷なし
  • システムの小型化を実現

導入事例を読む

使用製品

カメラ:ace Classic×4台

カメラ:ace Classic×4台

CMOSカメラace ClassicのCamera Link対応モデル(モノクロ、4MP・180fps)です。

ace Classicの詳細はこちら
フレームグラバー:microEnable 5 marathon VCLx

フレームグラバー:microEnable 5 marathon VCLx

Camera Link対応のプログラマブルフレームグラバー(850Mbps×2チャンネル)です。

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