GigEラインスキャンのユースケースの説明と図#

このトピックでは、Basler GigE および 5GigE ラインスキャンカメラの一般的なユースケースと、特定のユースケースに向けてこれらのカメラを設定する方法について説明します。

このトピックのユースケースは、トリガーとパラメータがどのように連携するかについての初期理解を深めることを目的としています。

概要#

ユースケース 1：オブジェクトまたは素材のエンドレスストリーム#

これは、GigEラインスキャンカメラを使用する最も基本的な方法です。カメラは画像フレームの連続ストリームを送信します。ホストコンピュータは複数のフレームを結合してより大きな画像を構築するか、各フレームを個別に処理することができます。

オブジェクトまたはエンドレス素材は、カメラの視野内を移動します。カメラは最初のラインを取得します。その後、オブジェクトまたは素材が 1 ライン分移動し、カメラが次のラインを取得し、という動作を繰り返します。

次のセクションでは、ユースケース 1 の 2 つのバリエーションについて説明します。

• ケース 1 a：一定の速度で移動するオブジェクト
• ケース 1 b：可変速度のローラーによって移動するエンドレス素材

ケース 1 a：一定の速度で移動するオブジェクト#

米、綿、リサイクル用素材の選別時など、オブジェクトが自由落下している場合、これらのオブジェクトは予測可能な速度で移動するため、カメラを固定のラインレートに設定できます。幾何学的に正しい画像を取得するためにトリガーは必要ありません。

このユースケースに向けてカメラを設定するには、次の手順が必要です。

この図は構成を示しています。

ケース 1 b：可変速度のローラーによって移動するエンドレス素材#

連続搬送される材料は、多くの場合、ローラーによって搬送されます。負荷の変化や振動によって搬送速度が変動します。このような速度変動は、材料が一定距離前進するたびにライントリガーを生成するシャフトエンコーダを使用することで補正できます。

次の例では、シャフトエンコーダ信号が入力ライン2に接続されています。シャフトエンコーダは、ラインごとに1つのエンコーダパルスを生成するように設定されています。

このユースケースに向けてカメラを設定するには、次の手順が必要です。

この図は構成を示しています。

ユースケース 2：コンベアベルト上の個々のオブジェクト#

移動するコンベアベルト上の物体を検査する場合、物体ごとに1枚の画像を取得することが望ましい場合が多い。これにより画像処理が容易になり、処理リソースの無駄を回避できる。このようなシステム構成では、通常、次の物体の到着を示す物体トリガーが提供される。物体トリガーは、例えば光電センサーやPLC（プログラマブルロジックコントローラ）ユニットによって生成できる。

コンベアベルトの速度は変動する可能性があります。そのため、シャフトエンコーダを使用してライントリガーをベルトの機械的な動きに同期させるのが一般的です。以下の例では、ライントリガーを使用することを前提としています。

以下のセクションでは、ユースケース2の4つのバリエーションについて説明します。

• ケース 2 a：オブジェクトごとに 1 つのフレーム
• ケース 2 b：オブジェクトごとに複数のフレーム
• ケース 2 c：オブジェクトごとに異なる数のフレーム
• ケース 2 d：オブジェクトごとのフレームの可変サイズ

ケース 2 a：オブジェクトごとに 1 つのフレーム#

オブジェクトが十分に小さく、それぞれが1つのフレームに収まる場合は、オブジェクトトリガーを直接フレームトリガーとして使用できます。

1フレームあたりのライン数に関する詳細については、 Image ROIトピックのラインスキャンカメラに関する情報を参照してください。

このユースケースに向けてカメラを設定するには、次の手順が必要です。

この図は構成を示しています。

ケース 2 b：オブジェクトごとに複数のフレーム#

対象物が大きすぎて1つのフレームに収まらない場合は、フレームバーストトリガーを使用して、個々の対象物ごとに複数のフレームをトリガーできます。画像処理アプリケーションは、フレームバーストで生成されたすべてのフレームを1つの画像に結合することができます。

このユースケースに向けてカメラを設定するには、次の手順が必要です。

この図は構成を示しています。

ケース 2 c：オブジェクトごとに異なる数のフレーム#

同じコンベアベルト上で様々なサイズの物体を検査する場合、フレーム開始トリガーを使用することで、各物体に必要なフレーム数を正確に取得できます。フレームトリガー信号は、物体がカメラの視野内にある間は常に信号がアクティブになるように、例えば光電式検出器などの存在検出器によって生成される必要があります。

このユースケースに向けてカメラを設定するには、次の手順が必要です。

この図は構成を示しています。

ケース 2 d：オブジェクトごとのフレームの可変サイズ#

コンベアベルト上の物体間の間隔がフレームよりも小さい場合、フレームアクティブトリガーを使用して、物体のすぐ後ろでフレームを終了することができます。これにより、カメラは次のトリガーにできるだけ早く対応でき、不要なデータの送信を回避できます。

このユースケースに向けてカメラを設定するには、次の手順が必要です。

この図は構成を示しています。

ユースケース 3：フレームの識別のためのチャンクモードの使用#

ユースケース 2b または 2d で説明されているように、カメラが1つのオブジェクトに対して可変数のフレームを取得するように設定されている場合、アプリケーション側ではオブジェクトの開始位置と終了位置を判別できません。Data Chunks機能とCounter機能を組み合わせて使用することで、フレームが同じオブジェクトトリガーに属していることをタグ付けできるため、フレームのグループ化に処理能力を割く必要がなくなります。

次のユースケースは、ユースケース 2c 向けに Counter と Data Chunks を設定する方法の例です。Counterは、個別に、または組み合わせて使用できます。

このユースケースに向けてカメラを設定するには、次の手順が必要です。

この図は構成を示しています。