ปัจจัยสำคัญที่ต้องคำนึงถึงเมื่อเลือกกล้องอุตสาหกรรมมีอะไรบ้าง

กล้องอุตสาหกรรมมีบทบาทสำคัญในการผลิตสมัยใหม่ การตรวจสอบอัตโนมัติ และการควบคุมคุณภาพ เนื่องจากเป็นองค์ประกอบหลักของระบบวิชันซิสเต็ม กล้องที่เหมาะสมไม่เพียงส่งผลต่อความละเอียดของภาพและคุณภาพของภาพเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อความเสถียรและความแม่นยำในการตรวจจับของระบบการมองเห็นโดยรวมอีกด้วย แล้วเราต้องเน้นด้านใดบ้างเมื่อเลือก?

1. ประเภทกล้องอุตสาหกรรม

ตามโครงสร้างเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกัน กล้องอุตสาหกรรมจะแบ่งออกเป็นส่วนใหญ่กล้องสแกนพื้นที่ และกล้องสแกนเส้น มีสองประเภท :

กล้องสแกนพื้นที่: มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูงและสามารถรับภาพสองมิติที่สมบูรณ์ในคราวเดียว และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์การตรวจสอบทั่วไป

กล้องสแกนเส้น: ทำการสแกนด้วยความเร็วสูงด้วยพิกเซลเพียงเส้นเดียว เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการถ่ายภาพวัตถุที่เคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง เช่น อุตสาหกรรมการพิมพ์ สิ่งทอ และการคัดแยกด้วยความเร็วสูง

นอกจากนี้ ตามประเภทของชิปเซนเซอร์ กล้องอุตสาหกรรมยังสามารถแบ่งออกเป็น CCD และ CMOS:

กล้อง CCD: คุณภาพภาพที่เสถียรและมีสัญญาณรบกวนต่ำ แต่ต้นทุนการผลิตสูงและส่วนแบ่งการตลาดในปัจจุบันต่ำ

กล้อง CMOS: ด้วยการผสานรวมที่สูง การใช้พลังงานต่ำ และข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่ชัดเจน กล้องจึงกลายเป็นตัวเลือกหลักในตลาดปัจจุบัน

2. พารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลักของกล้องอุตสาหกรรม

1. การเลือกกล้องขาวดำ/สี

ที่ความละเอียดเดียวกัน ความแม่นยำในการถ่ายภาพของกล้องขาวดำมักจะสูงกว่ากล้องสี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานต่างๆ เช่น การตรวจจับขอบ การแยกรูปร่าง และการวัดขนาด
กล้องขาวดำจะส่งข้อมูลระดับสีเทาออกมาโดยตรง มีความเร็วในการประมวลผลที่รวดเร็วและมีสัญญาณรบกวนต่ำ และเป็นตัวเลือกแรกสำหรับสถานการณ์การตรวจสอบทางอุตสาหกรรมหลายๆ สถานการณ์ กล้องสีจะเหมาะกับความต้องการมากกว่า เช่น การจดจำสีและการจำแนกประเภท

2. วิธีการคำนวณความละเอียด

ความละเอียดจะต้องได้รับการอนุมานตามความแม่นยำในการตรวจจับและ **ขอบเขตการมองเห็น (FOV)**:
ความละเอียดทิศทางเดียวของกล้อง = ขอบเขตการมองเห็น τ ความแม่นยำทางทฤษฎี
เมื่อเลือกความละเอียด คุณยังต้องพิจารณาพลังการประมวลผลของระบบด้วย ยิ่งความละเอียดและอัตราเฟรมสูงเท่าไร แรงกดดันต่อประสิทธิภาพของ CPU/GPU และแบนด์วิธก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งอาจส่งผลให้ความเร็วในการประมวลผลลดลง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องค้นหาความสมดุลระหว่างคุณภาพของภาพและประสิทธิภาพของระบบ

3. ความลึกของพิกเซล (ความลึกของบิต)

ความลึกของบิตของพิกเซล (โดยทั่วไปคือ 8 บิต/10 บิต/12 บิต) สะท้อนถึงจำนวนระดับสีเทาที่รูปภาพสามารถนำเสนอได้

ยิ่งความลึกของพิกเซลสูง ระดับสีเทาของภาพก็จะยิ่งสมบูรณ์ยิ่งขึ้น และความแม่นยำในการวัดก็จะยิ่งสูงขึ้น

อย่างไรก็ตาม ยิ่งความลึกบิตมาก ปริมาณข้อมูลรูปภาพก็จะมากขึ้น ซึ่งจะลดความเร็วในการส่งและประมวลผลของระบบ และเพิ่มความยากในการรวมระบบ (เช่น แบนด์วิดท์ของสายเคเบิล ข้อกำหนดแคช ฯลฯ)
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำการเลือกที่เหมาะสมตามข้อกำหนดสำหรับความแม่นยำระดับสีเทาของฉากการตรวจจับ

4. ข้อกำหนดด้านภาพสำหรับฉากที่มีการเคลื่อนไหวความเร็วสูง

เมื่อถ่ายภาพวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง กล้องทั่วไปจะมีปัญหา เช่น รอยเปื้อน ภาพเบลอ และการเสียรูป สาเหตุหลักมาจากความไม่ตรงกันระหว่างความเร็วของวัตถุและเวลาเปิดรับแสง

เพื่อให้ได้ภาพที่ชัดเจนคุณควรเน้นสองสิ่งต่อไปนี้:

(1) เวลาที่ได้รับสาร

จะต้องได้รับการตอบสนอง:
ความเร็วการเคลื่อนที่ของวัตถุ Vp × เวลาเปิดรับแสง Ts < สเมียร์ S สูงสุดที่อนุญาต
ยิ่งความเร็วของวัตถุเร็วเท่าไร เวลาเปิดรับแสงที่ต้องการก็จะสั้นลงเท่านั้น การเปิดรับแสงสั้นต้องใช้ความไวของกล้องที่สูงขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ภาพมืดเกินไป

(2) อัตราเฟรม

อัตราเฟรมแสดงถึงจำนวนภาพที่กล้องสามารถส่งออกได้ต่อวินาที และสัมพันธ์กับขนาดภาพ เวลาเปิดรับแสง แบนด์วิดท์การรับส่งข้อมูล ฯลฯ
กล้องที่มีอัตราเฟรมสูงสามารถจับภาพต่อเนื่องของวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเพื่อหลีกเลี่ยงการพลาดภาพและเฟรมที่ตกหล่น
เมื่อตั้งค่าระบบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่า:

อัตราเฟรมสูงกว่าข้อกำหนดจังหวะการเคลื่อนไหว

ความเร็วในการประมวลผลอัลกอริธึมจะเสร็จสิ้นภายในระยะเวลาการรับแสง + การส่งผ่านของกล้อง
มิฉะนั้นอาจทำให้เฟรมสูญเสียและพลาดการตรวจจับ

นอกจากนี้ สำหรับการตรวจจับการเคลื่อนไหวความเร็วสูง โดยทั่วไปแนะนำให้เลือกกล้อง **Global Shutter** เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้วัตถุที่เคลื่อนที่เร็วเสียรูป

5. เลือกประเภทอินเทอร์เฟซ

พารามิเตอร์อินเทอร์เฟซทั่วไปมีดังนี้:

เลือกประเภทอินเทอร์เฟซ	ยูเอสบี2.0	ยูเอสบี3.0	GigE (กิกะบิตอีเธอร์เน็ต)	ลิงค์กล้อง
ความเร็วทางทฤษฎี	480Mbps	5Gbps	1Gbps	5.4Gbps
ระยะการส่งข้อมูล	5ม	3ม	100ม	10ม

อินเทอร์เฟซของกล้องอุตสาหกรรมไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับแบนด์วิธการส่งข้อมูลเท่านั้น แต่ยังมักจะรับหน้าที่จ่ายไฟอีกด้วย ตัวอย่างเช่น: อินเทอร์เฟซ USB สามารถจ่ายไฟได้โดยตรงและสายไฟทำได้ง่าย อินเทอร์เฟซ GigE (Gigabit Ethernet) สามารถรับรู้ข้อมูลและการส่งผ่านสายไฟผ่าน PoE (Power over Ethernet) โดยมีเสถียรภาพสูงและระยะการส่งข้อมูลที่ยาวนาน เมื่อเลือกประเภทอินเทอร์เฟซ ควรพิจารณาความเร็วในการส่งข้อมูล ความเสถียร วิธีการจ่ายไฟ ขีดจำกัดความยาวสายเคเบิล และความเข้ากันได้ของระบบอย่างครอบคลุมเพื่อให้แน่ใจว่าตรงกับโซลูชันภาพทั้งหมด

การเลือกกล้องอุตสาหกรรมเป็นกระบวนการที่ต้องมีการแลกเปลี่ยนหลายมิติ มีเพียงความเข้าใจสถานการณ์การใช้งานและข้อกำหนดในการตรวจจับอย่างถ่องแท้ และการรวมปัจจัยต่างๆ เช่น คุณภาพของภาพ พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ กำลังประมวลผลของระบบ งบประมาณด้านต้นทุน ความเข้ากันได้ของอินเทอร์เฟซ และความสามารถในการปรับขนาดในอนาคต จึงจะสามารถเลือกโซลูชันกล้องและวิชันซิสเต็มที่เหมาะสมอย่างแท้จริงได้ เมื่อเลือกแบรนด์ คุณควรเน้นด้วยว่าแบรนด์รองรับการพัฒนาแบบกำหนดเองหรือไม่ และมี SDK ที่สมบูรณ์และใช้งานง่ายเพื่ออำนวยความสะดวกในการพัฒนารองและบูรณาการอัลกอริธึมการประมวลผลภาพแบบกำหนดเอง เพื่อตอบสนองความต้องการการใช้งานระบบเชิงลึกหรือไม่

Zhixiang Vision คือผู้ให้บริการโซลูชันการรวมฮาร์ดแวร์วิชันอุตสาหกรรมและผู้ให้บริการพัฒนาแอปพลิเคชันวิชันชันที่มีประสบการณ์ในอุตสาหกรรมมายาวนาน เรายังคงสร้างสรรค์นวัตกรรมในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีและการปฏิบัติงานด้านแอปพลิเคชันอย่างต่อเนื่อง และมีสายผลิตภัณฑ์กล้องอุตสาหกรรมและวิชันซิสเต็มที่ได้รับการฝึกฝนอย่างลึกซึ้ง และได้สร้างเมทริกซ์ผลิตภัณฑ์หลายซีรีส์ซึ่งครอบคลุมกล้องอุตสาหกรรมเครือข่าย Gigabit, กล้อง USB2.0/USB3.0, กล้องสเตอริโอหลายมุมมอง ฯลฯ ด้วยประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่สูง ความเสถียรสูง และความเข้ากันได้ดี เราได้มอบโซลูชั่นภาพที่เชื่อถือได้ให้กับลูกค้าอุตสาหกรรมเกือบ 10,000 ราย และได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางและการสนับสนุนระยะยาว