À quels facteurs clés faut-il prêter attention lors du choix des caméras industrielles ?

En tant que composant essentiel des systèmes de vision industrielle, les caméras industrielles jouent un rôle essentiel dans la fabrication moderne, l'inspection automatisée et le contrôle qualité. Une caméra appropriée affecte non seulement la résolution et la qualité de l’image, mais affecte également la stabilité et la précision de détection de l’ensemble du système de vision. Alors, sur quels aspects devons-nous nous concentrer lors de la sélection ?

1. Types de caméras industrielles

Selon les différentes structures de capteurs, les caméras industrielles sont principalement divisées encaméra à balayage matriciel etIl existe deux types de caméras à balayage linéaire :

Caméra à balayage de zone : elle a une résolution spatiale élevée et peut obtenir une image bidimensionnelle complète en une seule fois, et est largement utilisée dans les scénarios d'inspection générale.

Caméra à balayage linéaire : effectue une numérisation à grande vitesse avec une seule ligne de pixels, particulièrement adaptée à l'imagerie d'objets en mouvement continu, tels que les industries de l'imprimerie, du textile et du tri à grande vitesse.

De plus, selon le type de puce du capteur, les caméras industrielles peuvent être divisées en CCD et CMOS :

Caméra CCD : qualité d'image stable et faible bruit, mais le coût de fabrication est élevé et la part de marché actuelle est faible.

Caméra CMOS : avec une intégration élevée, une faible consommation d'énergie et des avantages évidents en termes de coûts, elle est devenue le choix dominant sur le marché actuel.

2. Principaux paramètres de performances des caméras industrielles

1. Sélection de caméra noir et blanc/couleur

À même résolution, la précision d'imagerie des caméras noir et blanc est généralement supérieure à celle des caméras couleur, en particulier dans des tâches telles que la détection des contours, l'extraction des contours et la mesure de la taille.
Les caméras noir et blanc produisent directement des informations en niveaux de gris, ont une vitesse de traitement rapide et un faible bruit et constituent le premier choix pour de nombreux scénarios d'inspection industrielle ; les caméras couleur sont plus adaptées à des besoins tels que la reconnaissance des couleurs et le jugement de classification.

2. Méthode de calcul de la résolution

La résolution doit être déduite en fonction de la précision de détection et du **champ de vision (FOV)** :
résolution unidirectionnelle de la caméra = champ de vision ÷ précision théorique.
Lors du choix d'une résolution, vous devez également tenir compte de la puissance de calcul du système : plus la résolution et la fréquence d'images sont élevées, plus la pression sur les performances et la bande passante du CPU/GPU est forte, ce qui peut entraîner une diminution de la vitesse de traitement. Il faut donc trouver un équilibre entre la qualité de l’imagerie et les performances du système.

3. Profondeur de pixels (profondeur de bits)

La profondeur de bits du pixel (généralement 8 bits/10 bits/12 bits) reflète le nombre de niveaux de gris que l'image peut présenter.

Plus la profondeur des pixels est élevée, plus les niveaux de gris de l'image sont riches et plus la précision des mesures est élevée ;

Cependant, plus la profondeur de bits est grande, plus la quantité de données d'image est importante, ce qui réduira la vitesse de transmission et de traitement du système et augmentera la difficulté d'intégration du système (comme la bande passante du câble, les exigences de cache, etc.).
Par conséquent, il est nécessaire d’effectuer une sélection raisonnable basée sur les exigences de précision des niveaux de gris de la scène de détection.

4. Exigences en matière d'imagerie pour les scènes de mouvement à grande vitesse

Lors de la prise de vue d'objets en mouvement à grande vitesse, les appareils photo ordinaires rencontreront des problèmes tels que des bavures, du flou et des déformations. Ceci est principalement dû à l’inadéquation entre la vitesse de l’objet et le temps d’exposition.

Pour avoir une idée claire, vous devez vous concentrer sur les deux éléments suivants :

(1) Temps d'exposition

Il doit être satisfait :
vitesse de déplacement de l'objet Vp × temps d'exposition Ts < frottis maximum autorisé S.
Plus la vitesse de l'objet est rapide, plus le temps d'exposition requis est court ; une exposition courte nécessite une sensibilité plus élevée de l'appareil photo pour éviter que l'image ne soit trop sombre.

(2) Fréquence d'images

La fréquence d'images représente le nombre d'images que la caméra peut produire par seconde et est liée à la taille de l'image, au temps d'exposition, à la bande passante de transmission, etc.
Les caméras à fréquence d'images élevée peuvent capturer des images continues d'objets en mouvement à grande vitesse pour éviter de manquer des prises de vue et d'images perdues.
Lors de la configuration du système, assurez-vous :

La fréquence d'images est supérieure à l'exigence de rythme de mouvement

La vitesse de traitement de l'algorithme est terminée dans le temps d'exposition de la caméra + temps de transmission,
sinon cela peut entraîner une perte d'image et une détection manquée.

De plus, pour une détection de mouvement à grande vitesse, il est généralement recommandé de choisir une caméra **Global Shutter** afin d'éviter la déformation des objets en mouvement rapide.

5. Sélectionnez le type d'interface

Les paramètres d'interface courants sont les suivants :

Sélectionnez le type d'interface	USB2.0	USB3.0	GigE (Gigabit Ethernet)	Lien de caméra
Vitesse théorique	480Mbps	5 Gbit/s	1 Gbit/s	5,4 Gbit/s
Distance de transmission	5m	3m	100m	10m

L'interface des caméras industrielles n'est pas seulement liée à la bande passante de transmission des données, mais assume également souvent la fonction d'alimentation électrique. Par exemple : l'interface USB peut directement alimenter et le câblage est simple ; l'interface GigE (Gigabit Ethernet) peut réaliser la transmission de données et de lignes électriques via PoE (Power over Ethernet), avec une stabilité élevée et une longue distance de transmission. Lors de la sélection du type d'interface, la vitesse de transmission, la stabilité, la méthode d'alimentation, la limite de longueur de câble et la compatibilité du système doivent être soigneusement prises en compte pour garantir qu'elles correspondent à l'ensemble de la solution visuelle.

La sélection de caméras industrielles est un processus qui nécessite des compromis multidimensionnels. Ce n'est qu'en comprenant parfaitement les scénarios d'application et les exigences de détection, et en combinant des facteurs tels que la qualité de l'image, les paramètres de performances, la puissance de calcul du système, le budget, la compatibilité des interfaces et l'évolutivité future, qu'une solution de caméra et de vision vraiment adaptée peut être sélectionnée. Lors de la sélection d'une marque, vous devez également vous demander si elle prend en charge le développement personnalisé et si elle fournit un SDK complet et facile à utiliser pour faciliter le développement secondaire et l'intégration d'algorithmes de traitement d'image personnalisés afin de répondre aux besoins d'application plus profonds du système.

Zhixiang Vision est un fournisseur de solutions d'intégration matérielle de vision industrielle et un fournisseur de services de développement d'applications de vision possédant une riche expérience industrielle. Nous continuons à innover dans la recherche et le développement technologique et dans la pratique des applications, et avons profondément cultivé des gammes de produits de caméras et de vision industrielles, et avons formé une matrice de produits multi-séries couvrant les caméras industrielles réseau Gigabit, les caméras USB2.0/USB3.0, les caméras stéréo multi-vues, etc. Avec des performances de coût élevées, une stabilité élevée et une bonne compatibilité, nous avons fourni des solutions visuelles fiables à près de 10 000 clients de l'industrie et avons acquis une large reconnaissance et un support à long terme.