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ハイパースペクトルセンサー・イメージ分光カメラ

シリーズ名

Hyperspec-MV.X

カメラ内分類処理 スマートハイパースペクトルカメラ


point
  • インラインの設置に対応したマシンビジョンモデル
  • カメラ内オンボードでのリアルタイム分類処理に対応
  • 可視域400-1000nmの波長域を測定
  • 高効率収差補正反射型グレーティング分光(特許)
  • IP66/IP67ハウジングで防塵・防水に対応
  • GigE GenICam、WebSocket対応
  • 解析ソフトウェアperClass Miraによる分類モデル作成
  • 分類処理後の情報を出力可能

Headwall Photonics社のHyperspec-MV.Xは、カメラ内でのオンボードリアルタイム分類処理に対応しており、インラインでの異物検出、コンタミネーション検査、等級選別、プロセス分析などのマシンビジョン向けのアプリケーションに適したイメージ分光センサーです。RAWデータの出力も行えるので、従来通りの研究開発用途にも利用可能です。

光学系には、独自設計の高効率凸型グレーティング・収差補正機能を用いた反射型分光エンジン(特許)を搭載しており、高いオプティカルスループットと波長分解能を提供します。低迷光で高いS/Nを達成し、波長収差ゼロレベルを実現しました。

解析ソフトウェアとしてperClass Miraが提供されています。このソフトウェアは機械学習やプログラミングなどの専門的な知識を必要とせず、自動で回帰分析や分類処理を行い、分類モデルを構築します。生成した高精度な分類モデルをMV.Xにアップロードすることで、リアルタイムで分類処理したデータの出力が可能です。GenICamインターフェイスに対応しており、直接ロボットなどの動作に連携でき、インラインでのソートやピッキングなど産業用の制御システムに連携できます。

商品コード(型番) Hyperspec® MV.X
波長レンジ 400-1000nm
波長サンプリング間隔(SSI) 1.75nm/pixel
半値幅(FWHM) 6nm
波長解像度 340バンド
空間解像度 1020バンド
検出器 CMOS
インターフェイス GigE(GenICam)、WebSocket
開発中:MQTT、RS-232/422、5V TTL
データ出力 GenICam、WebSocket:分類画像(クラスID、カラー、グレースケール)、メタデータ、ハイパースペクトル
MQTT:メタデータ、プロセス変数
ENVI:内蔵SSDへのハイパースペクトルデータ
ポート RJ45(GigE)×2、D-Sub 26 pin(GPIO)
分光エンジン 高効率凸型Grating・収差補正機能搭載反射型分光エンジン(特許)
ソフトウェア WEB GUIよりシステム設定と操作、perClass Mira解析ソフトウェア、オンボードカメラ内分類モジュール対応
Aperture F/2.5
出力階調 12bit
レンズ 12mm、16mm(推奨)、24mm(推奨)
RAM 8GB
ストレージ SSD 128GB
動作電圧 12-30V DC
消費電力 < 42W
重量 3kg(24mmレンズ装着時)
サイズ 255 × 136 × 136mm
防水防塵規格 IP66/IP67
コンプライアンス CE、RoHS、FCC
動作温度 0℃ ~ 50℃
保管温度 -10℃ ~ 60℃
付属品 電源ケーブル、マニュアル、校正証明書

レンズ仕様

焦点距離 透過波長 FOV F値 最短撮影距離 レンズマウント 重量
12(12.7)mm 400-1000nm 26.6° 1.4-11.0 57.7mm Cマウント 99g
16(16.0)mm 21.2° 2.8-16.0 152mm 204g
24(24.51)mm 19.9° 2.0-16.0 114mm 120g

寸法図

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ネットワーク経由でHyperspec-MV.Xに接続することで、WEBベースのGUI(Graphical Web User Interface)であるMV.X Softwareにアクセスすることができます。
ブラウザは、Google Chrome、Mozilla Firefox、Microsoft Edgeに対応しています。その他、Javascript 5.0以上をサポートしているWEBブラウザであれば利用できる可能性がございます。

設定メニュー

・露光時間(ms) ・フレームピリオド(ms) ・ ROI(空間ビニング、波長ビニング) ・ゲイン(通常/Low/High)

キャリブレーションメニュー

・ホワイトリファレンス ・ダークリファレンス(内蔵シャッター) ・リファレンス期限

データ出力メニュー

・GenICam出力(分類カラー/分類グレースケール/分類インデックス/RAWハイパースペクトル)

分類メニュー

・モデル選択 ・モデルアップロード ・トレーニングデータ取得

データ管理メニュー

・データダウンロード ・データ削除

高度な設定メニュー

・設定情報の保存/読込み ・設定情報のエクスポート/インポート※搭載予定
・ログの保存 ・工場出荷時の設定に戻す※搭載予定 ・デバイスの再起動

ネットワーク設定

・ネットワーク接続設定(Static/DHCP)

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混入物・異物検出


【左】ヘーゼルナッツ・殻・異物のカラー画像 【右】良品・殻、2種類の異物を示す分光分類画像

良品と見分けが難しい異物は、検出・除去することが非常に難しいことがあります。例えばナッツ類の最終選別工程では異物の区別が難しく、ハイパースペクトル技術が威力を発揮します。上記画像にもある通り、明らかな異物だけでなくナッツの殻を識別することができています。ハイパースペクトル画像によって検査の自動化を行うことで、適切な人員配置と製品品質の向上を図ることが期待できます。


パセリが緑、不要なノボロギクとアザミがそれぞれマゼンタ、青ではっきりと分類されていることが観察できます

西ヨーロッパでは、パセリに含まれるピロリジンアルカロイド類(PA)に対する厳しい基準値が設定されました。PAを含有するノボロギクや鋭い棘を持つセイヨウアザミの混入はパセリの価値を下げることにつながります。ハイパースペクトル技術を用いることで、製品と不要な雑草を区別することが可能です。

コンタミネーション検査


ハイパースペクトルの画像分類技術によって検出された家禽の糞便汚染と皮膚腫瘍の画像

規制の観点から、鶏肉や食肉加工ほど厳格な検査が求められる産業は他にあまりありません。ハイパースペクトルの技術を鶏肉検査に用いることで、糞便汚染、敗血症、皮膚腫瘍を早い段階で発見することができ、処理コストと返品リスクを低減することができます。また、食肉の不良部位を正確に特定することができます。

等級選別

アーモンド加工ラインに設置されたHeadwall社ハイパースペクトルシステム。高速でリアルタイムな検出と分類の実現のため、自動選別・異物除去システムにハイパースペクトル技術が用いられています。

再現性の高いハイパースペクトルデータを用いることで、これまで手作業でしか行えなかった作業の自動化が可能となります。Hyperspec-MV.Xはこのような自動化の課題を解決し、コスト削減、品質向上、等級選別の一貫性を高めることができます。

プロセス分析

食品と医薬品におけるプロセス分析技術(PAT)の導入は、Industry 4.0のコンセプトが広がるにつれて増えてきています。Hyperspec-MV.Xは、工場の制御装置に直接ネットワーク接続することができます。従来はサンプル測定やラボ試験を必要とした糖度、pH、筋肉内脂肪量、ヒスタミンレベルなどの成分分析による製品特性を、非接触リアルタイムで行うことができるソリューションです。

柑橘類の糖度測定には、一般的に液体中の溶存固形分の測定値であるBrix(ブリックス)がよく使われます。Brixの値は、出荷される果実の価値を計算するために使用され、コストと収益性に直接結びつきます。測定には従来、納品された荷物の中から代表的なサンプルを採取し、ジューサーにかけて糖度計で測定する必要がありましたが、この方法では時間と労力がかかりました。そこで、サンプルのオレンジのハイパースペクトルデータとそれぞれのBrix値と関連付けることで、回帰分析モデルを作成しました。


ヒスタミン値のレベルとその分布

魚介類におけるヒスタミンの生成は、主に保管中の温度管理の不備に起因し、腐敗に直接関係しているため鮮度の指標として使用される。ヒスタミンの測定には、HPLC、蛍光光度計、バイオセンサー等さまざまな検出・分析方法が用いられるが、いずれの方法も手作業によるサンプリングが必要となり、測定に時間がかかります。Headwall社のハイパースペクトルシステムは、スキャン撮影を行うだけで、ヒスタミン値のマップを作成し視覚的に表示したり、平均値などの計算を行い、結果を工場の制御システムや管理システムに伝達したりすることができます。

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構成例
  商品コード(型番) 構成内容 価格
ハイパースペクトルカメラ
パッケージ
/
perClassMira
GUIソフトウェア
&ランタイムライセンス
Hyperspec-MV.X-12-MG Hyperspec-MV.X VNIR(400-1000nm)、
perClassMira GUI&ランタイム、12mmレンズ
お問い合わせ
Hyperspec-MV.X-16-MG Hyperspec-MV.X VNIR(400-1000nm)、
perClassMira GUI&ランタイム、16mmレンズ
お問い合わせ
Hyperspec-MV.X-24-MG Hyperspec-MV.X VNIR(400-1000nm)、
perClassMira GUI&ランタイム、24mmレンズ
お問い合わせ
ハイパースペクトルカメラ
パッケージ
/
perClassMira
ランタイムライセンス
Hyperspec-MV.X-12-MR Hyperspec-MV.X VNIR(400-1000nm)、
perClassMiraランタイムライセンス、12mmレンズ
お問い合わせ
Hyperspec-MV.X-16-MR Hyperspec-MV.X VNIR(400-1000nm)、
perClassMiraランタイムライセンス、16mmレンズ
お問い合わせ
Hyperspec-MV.X-24-MR Hyperspec-MV.X VNIR(400-1000nm)、
perClassMiraランタイムライセンス、24mmレンズ
お問い合わせ
オプション MV.X_conveyor ベルトコンベアシステム(約20cm幅)、支柱 お問い合わせ
MV.X_illumination 照明ユニット(400-2500nm) お問い合わせ
MV.X_conveyor_L ベルトコンベアシステムL(約30cm幅)、支柱 お問い合わせ
MV.X_illumination_L 照明ユニットL(400-2500nm) お問い合わせ
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資料

  • Headwall Photonics 製品ラインナップ
  • Headwall Photonics イメージ分光の原理
  • Headwall Photonics アプリケーション
  • Headwall Photonics ソフトウェア
  • Headwall Photonics データ保存・制御PC
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