Geeignete Kamera gesucht

[Raphy]

Hallo,
ich will mir für ein Projekt eine Kamera für spezielle Anforderungen besorgen, leider habe ich bei diesem Thema wenig Erfahrung und hoffe hier Hilfe zu kriegen.

Ich möchte mit einem C++ Programm bestimmte Objekte auf einem Förderband erkennen (mit Hilfe von OpenCV). Dazu soll eine Kamera-Aufnahme analysiert werden. Per Tracking wird erkannt wenn ein Objekt erscheint und anschließend wird der Kamerabild ausgewertet.
Die Objekte können relativ klein sein (von 0.3x0.8x0.8 cm bis 0.9x1.6x6.4 cm). Um möglichst viele Details zu haben soll die Kamera nah dran sein (Schätzwert 10 cm).
Über Lichtquellen mache ich mir auch Gedanken. Aber man kann davon ausgehen, dass ein gleichbleibendes Licht vorhanden ist.
Wenn man den Fokus einstellen könnte wäre es ideal, reicht aber vollkommen wenn man es mit der Hand direkt an der Kamera macht. Sowas wie Autofokus muss nicht sein, denke für die Erkennung wäre ein gleichbleibendes Bild, auf das man sich verlassen kann eh besser.

Die Kamera sollte mit USB verbunden werden können und unter Linux (Ubuntu und am besten auch bei einem das mit dem Raspberry Pi läuft, zum Beispiel Debian).

Hat jemand gute Tipps?
Ich habe es hier ins Forum geschrieben, da ich nicht genau wusste wo sonst und vielleicht hat ja jemand bereits für ein eigenes Projekt eine ähnliche Kamera benötigt. Aber wenn jemand ein Tipp für ein geeigneteres Forum hat, bin ich auch dankbar.

Vielen Dank

[Fedaykin]

Was möchtest du erkennen? Ob Objekte da sind oder nicht, Größe, Form, Lage? Je nachdem ändert sich die anforderung der Kamera. Wenn die Objekte eher Kontraststark sind müsste eigentlich fast jede 0815 Kamera hinreichend gute Bilder machen können. Geht es nur darum überhaupt ein Objekt zu erkennen kommt man wohl auch mit billigkameras aus. Willst du hingegen Kanten und Lageerkennung machen, sollte auch das Rauschen der Kamera wohl nicht ganz so stark sein. Obwohl man da mit Starker beleuchtung schon viel machen kann.
Am besten kommst du wohl das du mal mit einer vorhandenen billigcam (kann ja auch irgend ein Smartphone sein, wird doch sicherlich irgendwo was rumliegen) mal tests machst und schaust was du für echte Anforderungen an die Cam hast.

[knivil]

dem Raspberry Pi läuft

Das wird problematisch fuer Industriekameras.

Baue einfach einen Prototypen mit einer einfachen Webcam die unter Linux laeuft. Schaue, ob und wie die API zum Holen der Bilder ausschaut. Ansonsten kosten Industriekameras um 500 Euro. Das Objektiv ist darin noch nicht enthalten. Autofokus hat keine mir bekannte, wie auch ohne Objektiv. Sind keine Komplett-, All-in-one-Massenprodukte.

[Raphy]

Hallo,
Danke für eure Antworten.

Ich will schon Objekte identifizieren können. Das heißt, nicht nur sagen ob eins im Kamerafeld zu sehen ist, sondern auch, welches der vordefinierten Elemente zu sehen ist.

Es kommt mir also schon auf Kanten, Ecken und Kreis Detektierung, sowie Größe, Winkel, Rotation etc. im Raum an.

Die Gegenstände sind Bausteine in verschiedenen Farben (u.a. schwarz, rot, blau, weiß, gelb, grau). Das heißt, da die Seiten der Bausteine gleiche Farbe haben, ist die Erkennung nicht ganz so einfach (Erklärung was ich meine: Eine Kante von weiß auf schwarz ist einfach zu finden. Die Farbe verändert sich maximal, das heißt bei der Ableitung erkennt man eine sehr starken Anstieg, in Gegensatz eine Kante zwischen einem roten und roten Feld, da ist der Anstieg in der Ableitung nicht so hoch).

Ich wollte die Webcam nutzen, die hier rum liegt - eine C310 von Logitech. Allerdings hat die einen festen Fokus, ausgerichtet auf Personen die vor dem PC sitzen. Das ist viel zu weit weg, was beduetet, meine Bausteine nahe an der Kamera sind wahnsinnig verschwommen.

Aber um nu nicht einfach ins blaue eine anderen zu kaufen, würde ich eine passende Kamera für diese Anforderungen finden.

Muss auch keine Web-Cam sein, hauptsache ich kommt per USB gut darauf um während des Betriebs scharfe Bildfolgen von nahen Objekten abgreifen zu können.

Ja das mit Raspberry kann man erst mals außen vor lassen. Evtl schau ich mir mal
http://www.datenreise.de/raspberry-pi-kamera-inbetriebnahme/
dafür an aber das ist wenn erst viel später.

[Fedaykin]

Hmm.. ich kann mir die Aufgabenstellung immer noch nicht genau vorstellen.
Du hast ein Förderband. Auf den kommen Bausteine (Verschieden Farben) an, diese möchtest du unterscheiden. Haben diese Bausteine unterschiedliche Formen? Also gleiche Farbe + unterschiedliche Formen? Ggf kannst du auch was mit der Ausrichtung der Kamera machen. Z.B. direkt senkrecht auf das Band Filmen um ggf seitliche Kanten zu minimieren. Musst du wirklich die Lage erkennen oder musst du nur erkennen ob es ein bestimmter Stein ist.
Ist jetzt schon eine weile her das ich Bildverarbeitung im Studium hatte. Aber ich glaube wenn es nur darum geht mit Referenzsteinen zu vergleichen müsstest du nichtmal eine echte Kantendetektion machen. Ich wage mich zu erinnern das es da Formfaktorbestimmungen gab, die auch mit unterschiedlichen drehungen klar kamen. Wenn sich die Farben dazu noch ausreichend unterscheiden müsste das gehen.
Sollte wirklich der Winkel und damit eine klare Kantendetektion notwendig sein wirds wirklich schwierig. Da würde ich wohl erstmal mit einen einigermaßen scharfen Foto experimentieren um da eine erkennung zu machen. Dann erstmal mit einen Smartphone oder ähnlichen Schauen wie gut das ganze noch bei schlechter Qualität klappt. Aber wie schon gesagt, da bin ich zu lange raus um wirklich gut beurteilen zu können was dazu nötig ist.

[Raphy]

Ja, sie können verschiedene Farben und Formen haben - darunter auch verschiedene Höhen, Breiten, Längen, Schrägen, Abrundungen und ähnliches.

Die Steine sollten im optimal Fall ankommen dürfen, wie sie wollen. Das heißt, der Stein soll immer erkannt werden, egal wie er da liegt (es gibt wenige extrem Fälle, bei denen es wahrscheinlich nicht geht. Aber die Fehler sind ok).

Die Kamera will ich schräg darüber - so im 45° Winkel - anbringen, damit ich 2-3 Seiten des Bausteins sehe.
Festgestellt werden soll Farbe und Form. Position ist nicht unbedingt nötig, wäre aber für die Weiterverarbeitung schön.

Mit "Formfaktorbestimmungen" meist du denke ich Algorithmen wie den Surf-Algorithmus. Der bestimmt auf einem Bilder Features und klassifiziert sie. Bei planaren elementen ist dieser auch komplett rotations- und skalierungsunabängig. Bei 3D-Elementen nur beschränkt - werden also mehr Vergleichsbilder für einen Gegenstand benötigt.

Damit ein solcher Algorithmus allerdings auch schöne Features findet, die vor allem beim Vergleich sehr ähnlicher Bilder nötig sind, ist ein scharfes, gut ausgeleuchtetes Bild von Vorteil.

Oder ich geh mit Stereo Vision ran. Das heißt, mit 2 Kameras und der damit gewonnenen Tiefeninformation.

Aber um das gut prüfen zu können hätte ich gerne eine gute Kamera, die dafür geeignet ist. Es ist viel angenehmer eine Kameraaufnahme zu haben, bei der ich per Tastenklick sage "versuch es jetzt mit dem Bild", als ständig Fotos zu machen, Kamera/Handy an den PC zu schließen, rüber zu laden, in das Programm einbinden und das ganze von vorne....
Aber mir fehlen zum Kauf der Kamera die Erfahrung und Informationen, um nicht eine ungeeignete zu kaufen.

[Fedaykin]

Oki jetzt kann ich mir was konkretes Vorstellen. Hier gehe ich aber mal davon aus, das dies nicht wirklich einfach wird. Du deckst ja hier wirklich fast alle bereiche der Bildverarbeitung ab. Das einzig wirklich konstante ist wohl der Fokus.
Ich vermute auch das eine Erkennung mit nur 1 Kamera da auch entweder zu ungenau oder zu langsam ist. Ich würde da wohl eher auch zu 2en Tendieren wirklich weiterhelfen kann ich da nun leider nicht, auch wenn ich das Problem äußerst interresant finde.