На какие ключевые факторы следует обратить внимание при выборе промышленных камер?

Являясь основным компонентом систем машинного зрения, промышленные камеры играют жизненно важную роль в современном производстве, автоматизированном контроле и контроле качества. Подходящая камера не только влияет на разрешение и качество изображения, но также влияет на стабильность и точность обнаружения всей системы технического зрения. Итак, на какие аспекты нам нужно обратить внимание при выборе?

1. Типы промышленных камер

В зависимости от конструкции датчиков промышленные камеры в основном делятся накамера сканирования местности иСуществует два типа камер линейного сканирования :

Камера зонального сканирования: она имеет высокое пространственное разрешение и может одновременно получать полное двумерное изображение и широко используется в сценариях общего контроля.

Камера линейного сканирования: выполняет высокоскоростное сканирование одной линией пикселей, особенно подходит для визуализации непрерывно движущихся объектов, таких как полиграфическая, текстильная и высокоскоростная сортировочная промышленность.

Кроме того, по типу сенсорного чипа промышленные камеры можно разделить на CCD и CMOS:

ПЗС-камера: стабильное качество изображения и низкий уровень шума, но стоимость производства высока, а текущая доля рынка невелика.

CMOS-камера: благодаря высокой степени интеграции, низкому энергопотреблению и очевидным ценовым преимуществам она стала основным выбором на современном рынке.

2. Основные рабочие параметры промышленных камер.

1. Выбор черно-белой/цветной камеры.

При одном и том же разрешении точность изображения черно-белых камер обычно выше, чем у цветных камер, особенно в таких задачах, как обнаружение границ, извлечение контуров и измерение размеров.
Черно-белые камеры напрямую выводят информацию в оттенках серого, имеют высокую скорость обработки и низкий уровень шума и являются лучшим выбором для многих сценариев промышленного контроля; цветные камеры больше подходят для таких задач, как распознавание цвета и классификация.

2. Метод расчета разрешения

Разрешение необходимо определить на основе точности обнаружения и **поля обзора (FOV)**:
однонаправленное разрешение камеры = поле зрения ÷ теоретическая точность.
При выборе разрешения также необходимо учитывать вычислительную мощность системы: чем выше разрешение и выше частота кадров, тем больше нагрузка на производительность и пропускную способность процессора/графического процессора, что может привести к снижению скорости обработки. Поэтому необходимо найти баланс между качеством изображения и производительностью системы.

3. Глубина пикселей (Разрядность)

Разрядность пикселя (обычно 8/10/12 бит) отражает количество уровней серого, которые может представить изображение.

Чем выше глубина пикселей, тем богаче уровни серого изображения и тем выше точность измерения;

Однако чем больше разрядность, тем больше объем данных изображения, что снижает скорость передачи и обработки системы и увеличивает сложность системной интеграции (например, пропускную способность кабеля, требования к кэшу и т. д.).
Поэтому необходимо сделать разумный выбор, исходя из требований к точности оттенков серого сцены обнаружения.

4. Требования к изображению сцен с высокоскоростным движением

При съемке быстродвижущихся объектов у обычных камер будут возникать такие проблемы, как смазывание, размытие и деформация. В основном это вызвано несоответствием скорости объекта и времени экспозиции.

Чтобы получить четкую картину, вам следует сосредоточиться на следующих двух пунктах:

(1) Время выдержки

Должно соблюдаться:
скорость движения объекта Vp × время экспозиции Ts < максимально допустимое размытие S.
Чем выше скорость объекта, тем короче требуемое время экспозиции; короткая выдержка требует более высокой чувствительности камеры, чтобы изображение не получалось слишком темным.

(2) Частота кадров

Частота кадров представляет собой количество изображений, которые камера может вывести в секунду, и зависит от размера изображения, времени экспозиции, полосы пропускания передачи и т. д.
Камеры с высокой частотой кадров могут захватывать непрерывные изображения быстро движущихся объектов, чтобы избежать пропущенных кадров и пропущенных кадров.
При настройке системы убедитесь:

Частота кадров выше, чем требуется для ритма движения

Скорость обработки алгоритма завершается в пределах экспозиции камеры + времени передачи,
в противном случае это может привести к потере кадров и пропущенному обнаружению.

Кроме того, для обнаружения высокоскоростного движения обычно рекомендуется выбирать камеру с глобальным затвором, чтобы избежать деформации быстродвижущихся объектов.

5. Выберите тип интерфейса.

Общие параметры интерфейса следующие:

Выберите тип интерфейса	USB2.0	USB3.0	GigE (Гигабитный Ethernet)	Ссылка на камеру
Теоретическая скорость	480 Мбит/с	5 Гбит/с	1 Гбит/с	5,4 Гбит/с
Расстояние передачи	5 м	3м	100 м	10 м

Интерфейс промышленных камер связан не только с полосой пропускания передачи данных, но и зачастую берет на себя функцию электропитания. Например: интерфейс USB может напрямую подавать питание, а проводка проста; Интерфейс GigE (Gigabit Ethernet) может осуществлять передачу данных и по линии электропередачи через PoE (Power over Ethernet) с высокой стабильностью и большим расстоянием передачи. При выборе типа интерфейса следует всесторонне учитывать скорость передачи, стабильность, метод питания, ограничение длины кабеля и совместимость системы, чтобы гарантировать, что он соответствует всему визуальному решению.

Выбор промышленных камер — это процесс, требующий многомерных компромиссов. Только полностью понимая сценарии применения и требования к обнаружению, а также объединяя такие факторы, как качество изображения, параметры производительности, вычислительная мощность системы, бюджет затрат, совместимость интерфейсов и будущая масштабируемость, можно выбрать действительно подходящее решение для камеры и машинного зрения. При выборе бренда вам также следует сосредоточиться на том, поддерживает ли он индивидуальную разработку и предоставляет ли он полный и простой в использовании SDK для облегчения вторичной разработки и интеграции пользовательских алгоритмов обработки изображений для удовлетворения более глубоких потребностей приложений системы.

Zhixiang Vision — поставщик решений по интеграции аппаратного обеспечения промышленного машинного зрения и поставщик услуг по разработке приложений машинного зрения с богатым отраслевым опытом. Мы продолжаем внедрять инновации в области технологических исследований, разработок и практики применения, глубоко развиваем линейки промышленных камер и продуктов машинного зрения, а также сформировали многосерийную матрицу продуктов, включающую промышленные камеры с гигабитной сетью, камеры USB2.0/USB3.0, многоэкранные стереокамеры и т. д. Благодаря высокой экономичности, высокой стабильности и хорошей совместимости мы предоставили надежные визуальные решения почти 10 000 отраслевым клиентам и получили широкое признание и долгосрочную поддержку.