In diesem Artikel wird erläutert, wie Barcodes und DMC-Codes (Datamatrix-Codes) mit der kostengünstigsten Bildverarbeitungskamera-Lösung gelesen werden können. Außerdem erläutern wir den Unterschied zwischen Barcodes und DMC-Codes und diskutieren die Vor- und Nachteile. 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 Lesen von Codes mit industriellen Bildverarbeitungskameras ist die Verwendung von DMC-Codes anstelle von Barcodes. DMC-Codes können mit Kameras mit geringerer Auflösung gelesen werden, wobei sie das gleiche Sichtfeld wie Barcodes haben. 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 kontrollieren können.
Der DMC-Code ist eine Matrix aus Punkten, auch Datamatrix genannt. Die Punktgröße wird als Modulgröße angegeben. Für Bildverarbeitungsalgorithmen sind diese Punkte leichter zu lesen als sehr dünne Linien, aus denen Barcodes bestehen.
Die erforderliche Auflösung ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen dem Sichtfeld, das wir auf einmal prüfen wollen (also innerhalb eines Rahmens/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 mit genau denselben Informationen
Preisüberlegungen für das Lesen von Codes
Bei Kameraauflösungen über 1,6 MP hat der Verschlusstyp einen erheblichen 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 sich das Objekt bewegt. Wenn Sie mehr über den Unterschied zwischen Rolling Shutter und Global Shutter erfahren möchten, lesen Sie den
ausführlichen Artikel zum Shuttertyp in unserem Wissenszentrum.
Praktisches Beispiel: Wir benötigen eine Kameraauflösung von 12MP. Nachfolgend ein Kostenvergleich 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
Im Allgemeinen 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 sind €788.
- Für den Fall, dass sich Objekt oder Kamera bewegen -> Global Shutter Kamera.
- 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 in dem obigen Preisbeispiel zu vergleichen, mit Ausnahme der 12-MP-Kameras.
Wie berechnet man die erforderliche Kameraauflösung für Barcodes?
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 Strichcodes erhöhen oder das Sichtfeld verkleinern.
So berechnen Sie die erforderliche Kameraauflösung für DMC-Code
Um die für die Inspektion von DMC-Code-Etiketten erforderliche Auflösung zu berechnen, müssen wir die Größe des kleinsten Punkts / Quadrats (Modulgröße) der Datamatrix und die Größe des Sichtfelds kennen.
Um die erforderliche Auflösung zu verringern, kann man entweder die Modulgröße des DMC-Codes erhöhen oder das Sichtfeld verkleinern.
Mindestauflösung versus empfohlene Auflösung für das Lesen von Codes
Die Auflösung ist der Schlüssel für ein stabiles, robustes DMC-Code- und Barcode-Lesen. In diesem Beispiel berechnen wir das System-Setup in 2 Szenarien: minimale Auflösung und empfohlene Auflösung.
Bei der Mindestauflösung 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 usw.) 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 als erforderlich. Die gesamte Einrichtung ist dann teurer. Mehr Pixel führen jedoch auch zu einem einfacheren, schnelleren, besseren und stabileren Lesen der DMC-Codes und Barcodes.
Formel zur Berechnung der Auflösung
Es gibt eine Formel für die Berechnung der Auflösung, die Sie verwenden können:
Kamera Auflösung = Sichtfeld / Systemauflösung
Systemauflösung = (dünnste Linie oder Modulgröße) / (minimale oder empfohlene Auflösung pro dünnste Linie oder Modulgröße).
Beispiel: Welche Kamera benötige ich, um einen Barcode mit einer Dicke von 1 mm in einem Sichtfeld von 1000*600 mm 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) = 2000 Pixel
Vertikale Kameraauflösung = 600 mm (vertikales FOV) / 0,5 mm (Systemauflösung) = 1200 Pixel
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 empfehlen. Ist das Objekt in Bewegung, empfehlen wir die
3MP Global Shutter Kamera.
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Die Bedeutung der 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 Aurora Vision Software
Aurora Vision Image processing software
Aurora Vision Bildverarbeitungssoftware Mit Aurora Vision können Sie mit nur 2 Werkzeugen und 5 Minuten Zeitaufwand einen sehr leistungsfähigen Algorithmus zum Codelesen erstellen. Ein Werkzeug für die Aufnahme des Bildes und ein weiteres Werkzeug für die Erkennung des Barcodes oder DMC-Codes.
Die Tools sind sehr schnell und leistungsstark. In all unseren Tests haben wir bei schwierigen Bildern eine weitaus bessere Erfolgsquote beim Lesen erzielt als Kunden, die Open-Source-Code-Lesealgorithmen verwenden. Dies gilt insbesondere bei begrenzter Auflösung oder schwierigen Beleuchtungssituationen (z. B. Reflexionen).
Nachfolgend ein Beispiel für das Lesen von Barcodes in Aurora Vision Studio
Code-Leseanwendung in der Praxis
Wie bereits erwähnt, verringert eine Verkleinerung des Sichtfelds die erforderliche Kameraauflösung. Wenn das Sichtfeld im Vergleich zur Höhe sehr groß ist, besteht eine clevere Möglichkeit zur Einrichtung eines Systems darin, mehrere Bilder zu erfassen, indem man die Kameras oder die Produkte bewegt.
Wenn Ihr Sichtfeld, in dem Barcodes oder DMCs erkannt werden sollen, beispielsweise 10 x 2 Meter groß ist, können 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 nach dem Unterschied zwischen Zeilenkameras und Flächenkameras zur Erfassung von Barcodes.
Bei Zeilenkameras wird das Bild in der Software zeilenweise rekonstruiert, wenn ein Objekt unter dem Sensor durchläuft. Zeilenkameras werden bevorzugt eingesetzt, wenn die Produkte über ein Förderband unter der Kamera hindurchgeführt werden. Bei Zeilenkameras ist es sehr wichtig zu wissen, wann jede Pixelzeile erfasst werden muss, da dies von der Geschwindigkeit des vorbeilaufenden Objekts abhängt. Häufig werden Encoder verwendet. Eine Zeilenkamera ist sehr teuer, und Encoder sind für eine stabile Lösung erforderlich.
Flächenkameras sind viel billiger, flexibler und einfacher zu installieren. Sie können Barcodes und DMC-Codes in sehr unterschiedlichen Umgebungen lesen. Daher werden in mehr als 95 % der Anwendungen zum Lesen von Barcodes oder DMC-Codes Flächenkameras eingesetzt.
Fazit
Wenn Sie eine kostengünstige Codeleselösung wünschen, empfehlen wir die Verwendung von DMC-Codes. Die Datamatrix kann mit einer Kamera mit niedrigerer Auflösung gelesen werden, und Kameras mit niedriger Auflösung sind billiger als Kameras mit hoher Auflösung. Wenn Sie Barcodes lesen oder den Preis Ihrer DMC-Codeleselösung weiter senken möchten, empfehlen wir Ihnen, wenn möglich einen Rolling Shutter zu verwenden, da diese billiger sind als Global Shutter-Kameras.
Sie können auch die benötigte Auflösung verringern, 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?
Wenn Sie weitere Fragen zum Codelesen haben,
wenden Sie sich bitte an uns. Wir helfen Ihnen immer gerne weiter.
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