Na katere ključne dejavnike je treba biti pozoren pri izbiri industrijskih kamer?

Kot osrednja komponenta sistemov strojnega vida imajo industrijske kamere ključno vlogo v sodobni proizvodnji, avtomatiziranem pregledu in nadzoru kakovosti. Ustrezna kamera ne vpliva samo na ločljivost slike in kakovost slike, temveč vpliva tudi na stabilnost in natančnost zaznavanja celotnega sistema vida. Na katere vidike se moramo torej osredotočiti pri izbiri?

1. Vrste industrijskih kamer

Glede na različne strukture senzorjev se industrijske kamere v glavnem delijo nakamera za skeniranje območja inObstajata dve vrsti kamer za črtno skeniranje :

Kamera za skeniranje območij: ima visoko prostorsko ločljivost in lahko naenkrat pridobi popolno dvodimenzionalno sliko ter se pogosto uporablja v scenarijih splošnega pregleda.

Kamera za črtno skeniranje: izvaja visokohitrostno skeniranje z eno linijo slikovnih pik, kar je še posebej primerno za slikanje nenehno premikajočih se predmetov, kot je tiskanje, tekstilna industrija in industrija hitrega sortiranja.

Poleg tega lahko industrijske kamere glede na vrsto senzorskega čipa razdelimo na CCD in CMOS:

Kamera CCD: stabilna kakovost slike in nizek šum, vendar so stroški izdelave visoki in trenutni tržni delež nizek.

Kamera CMOS: z visoko integracijo, nizko porabo energije in očitnimi cenovnimi prednostmi je postala glavna izbira na trenutnem trgu.

2. Glavni parametri delovanja industrijskih kamer

1. Izbira črno-bele/barvne kamere

Pri enaki ločljivosti je natančnost slikanja črno-belih kamer običajno višja kot pri barvnih kamerah, zlasti pri nalogah, kot so zaznavanje robov, ekstrakcija kontur in merjenje velikosti.
Črno-bele kamere neposredno oddajajo informacije v sivinah, imajo visoko hitrost obdelave in nizek šum ter so prva izbira za številne scenarije industrijskega pregleda; barvne kamere so primernejše za potrebe, kot sta prepoznavanje barv in klasifikacijska presoja.

2. Metoda izračuna ločljivosti

Ločljivost je treba določiti na podlagi natančnosti zaznavanja in **vidnega polja (FOV)**:
enosmerna ločljivost kamere = vidno polje ÷ teoretična natančnost.
Pri izbiri ločljivosti morate upoštevati tudi računalniško moč sistema: višja kot je ločljivost in višja je hitrost sličic, večji je pritisk na zmogljivost in pasovno širino CPU/GPE, kar lahko privede do zmanjšanja hitrosti obdelave. Zato je treba najti ravnotežje med kakovostjo slike in zmogljivostjo sistema.

3. Globina slikovnih pik (bitna globina)

Bitna globina slikovne pike (običajno 8-bitna/10-bitna/12-bitna) odraža število ravni sivine, ki jih lahko predstavlja slika.

Večja kot je globina pikslov, bogatejše so sivine slike in večja je natančnost merjenja;

Vendar pa večja kot je bitna globina, večja je količina slikovnih podatkov, kar bo zmanjšalo hitrost prenosa in obdelave sistema ter povečalo težave pri integraciji sistema (kot so pasovna širina kabla, zahteve predpomnilnika itd.).
Zato je treba opraviti razumno izbiro glede na zahteve za natančnost sivin prizora zaznavanja.

4. Zahteve za slikanje za prizore gibanja visoke hitrosti

Pri fotografiranju hitro premikajočih se predmetov bodo imele navadne kamere težave, kot so razmazovanje, zamegljenost in deformacija. To je predvsem posledica neskladja med hitrostjo predmeta in časom osvetlitve.

Da bi dobili jasno sliko, se osredotočite na naslednji dve stvari:

(1) Čas osvetlitve

Izpolnjeno mora biti:
hitrost gibanja predmeta Vp × čas osvetlitve Ts < največji dovoljeni razmaz S.
Večja kot je hitrost predmeta, krajši je zahtevani čas osvetlitve; kratka osvetlitev zahteva višjo občutljivost fotoaparata, da ne bi bila slika pretemna.

(2) Hitrost sličic

Hitrost sličic predstavlja število slik, ki jih lahko fotoaparat odda na sekundo, in je povezana z velikostjo slike, časom osvetlitve, pasovno širino prenosa itd.
Kamere z visoko hitrostjo sličic lahko zajemajo neprekinjene slike hitro premikajočih se predmetov, da se izognejo manjkajočim posnetkom in izpuščenim sličicam.
Pri nastavitvi sistema bodite pozorni na:

Hitrost sličic je višja od zahteve glede ritma gibanja

Hitrost obdelave algoritma se zaključi v času osvetlitve kamere + prenosnega časa,
sicer lahko povzroči izgubo slike in zgrešeno zaznavo.

Poleg tega je za hitro zaznavanje gibanja na splošno priporočljivo izbrati kamero Global Shutter, da se izognete deformaciji hitro premikajočih se predmetov.

5. Izberite vrsto vmesnika

Skupni parametri vmesnika so naslednji:

Izberite vrsto vmesnika	USB2.0	USB3.0	GigE (Gigabit Ethernet)	Povezava s kamero
Teoretična hitrost	480Mbps	5 Gbps	1 Gbps	5,4 Gbps
Oddajna razdalja	5m	3m	100 m	10m

Vmesnik industrijskih kamer ni povezan le s pasovno širino prenosa podatkov, temveč pogosto prevzame tudi funkcijo napajanja. Na primer: vmesnik USB lahko neposredno napaja in ožičenje je preprosto; vmesnik GigE (Gigabit Ethernet) lahko realizira prenos podatkov in električnega omrežja prek PoE (Power over Ethernet) z visoko stabilnostjo in dolgo razdaljo prenosa. Pri izbiri vrste vmesnika je treba celovito upoštevati hitrost prenosa, stabilnost, način napajanja, omejitev dolžine kabla in združljivost sistema, da se zagotovi ujemanje s celotno vizualno rešitvijo.

Izbira industrijskih kamer je proces, ki zahteva večdimenzionalne kompromise. Samo s popolnim razumevanjem aplikacijskih scenarijev in zahtev glede zaznavanja ter združevanjem dejavnikov, kot so kakovost slike, parametri zmogljivosti, računalniška moč sistema, stroškovni proračun, združljivost vmesnika in prihodnja razširljivost, je mogoče izbrati resnično primerno kamero in rešitev za vid. Ko izbirate blagovno znamko, se morate osredotočiti tudi na to, ali podpira razvoj po meri in ali zagotavlja popoln in za uporabo enostaven SDK za lažji sekundarni razvoj in integracijo algoritmov za obdelavo slik po meri za izpolnjevanje globljih aplikacijskih potreb sistema.

Zhixiang Vision je ponudnik rešitev za integracijo strojne opreme za industrijski vid in ponudnik storitev razvoja aplikacij za vid z bogatimi izkušnjami v industriji. Še naprej uvajamo inovacije na področju tehnoloških raziskav in razvoja ter aplikacijske prakse in smo globoko kultivirali proizvodne linije industrijskih kamer in vidov ter oblikovali večserijsko matriko izdelkov, ki zajema industrijske kamere z gigabitnim omrežjem, kamere USB2.0/USB3.0, stereo kamere z več pogledi itd. Z visoko stroškovno učinkovitostjo, visoko stabilnostjo in dobro združljivostjo smo zagotovili zanesljive vizualne rešitve za skoraj 10.000 industrijskih strank in pridobili široko priznanje in dolgoročna podpora.