На які ключові фактори необхідно звернути увагу при виборі промислових камер?

Будучи основним компонентом систем машинного зору, промислові камери відіграють життєво важливу роль у сучасному виробництві, автоматизованій перевірці та контролі якості. Відповідна камера не тільки впливає на роздільну здатність зображення та якість зображення, але також впливає на стабільність і точність виявлення загальної системи зору. Отже, на які аспекти потрібно звернути увагу при виборі?

1. Типи промислових камер

Відповідно до різних сенсорних структур промислові камери в основному поділяються накамера сканування зони таІснує два типи камер лінійного сканування :

Камера зонального сканування: вона має високу просторову роздільну здатність і може одночасно отримати повне двовимірне зображення та широко використовується в сценаріях загального огляду.

Камера лінійного сканування: виконує високошвидкісне сканування за допомогою однієї лінії пікселів, особливо підходить для зображення безперервно рухомих об’єктів, таких як поліграфічна, текстильна та високошвидкісна промисловість сортування.

Крім того, за типом сенсорного чіпа промислові камери можна розділити на CCD і CMOS:

Камера CCD: стабільна якість зображення та низький рівень шуму, але вартість виробництва висока, а поточна частка ринку низька.

CMOS-камера: завдяки високому рівню інтеграції, низькому енергоспоживанню та очевидним ціновим перевагам, вона стала основним вибором на поточному ринку.

2. Основні параметри роботи промислових камер

1. Вибір чорно-білої/кольорової камери

За однакової роздільної здатності точність зображення чорно-білих камер зазвичай вища, ніж кольорових камер, особливо в таких завданнях, як виявлення країв, виділення контурів і вимірювання розміру.
Чорно-білі камери безпосередньо виводять інформацію в градаціях сірого, мають високу швидкість обробки та низький рівень шуму, і є першим вибором для багатьох сценаріїв промислового контролю; Кольорові камери більше підходять для таких потреб, як розпізнавання кольорів і класифікація.

2. Метод розрахунку роздільної здатності

Роздільну здатність потрібно визначити на основі точності виявлення та **поля зору (FOV)**:
роздільна здатність камери в одному напрямку = поле зору ÷ теоретична точність.
Вибираючи роздільну здатність, також потрібно враховувати обчислювальну потужність системи: чим вища роздільна здатність і вища частота кадрів, тим більший тиск на продуктивність і пропускну здатність CPU/GPU, що може призвести до зниження швидкості обробки. Тому необхідно знайти баланс між якістю зображення та продуктивністю системи.

3. Глибина пікселів (бітова глибина)

Розрядність пікселя (зазвичай 8 біт/10 біт/12 біт) відображає кількість рівнів сірого, які може мати зображення.

Чим вища глибина пікселів, тим багатші рівні градацій сірого зображення та вища точність вимірювання;

Однак чим більша бітова глибина, тим більший обсяг даних зображення, що зменшить швидкість передачі та обробки системи та ускладнить інтеграцію системи (наприклад, пропускна здатність кабелю, вимоги до кешу тощо).
Тому необхідно зробити обґрунтований вибір на основі вимог до точності відтінків сірого для сцени виявлення.

4. Вимоги до зображення для сцен високошвидкісного руху

Під час зйомки об’єктів, що рухаються з високою швидкістю, звичайні камери можуть мати такі проблеми, як розмазування, розмиття та деформація. В основному це спричинено невідповідністю між швидкістю об’єкта та часом експозиції.

Щоб отримати чітку картину, слід зосередитися на наступних двох пунктах:

(1) Час експозиції

Необхідно виконати:
швидкість руху об’єкта Vp × час експозиції Ts < максимально дозволений розмазування S.
Чим більша швидкість об’єкта, тим коротший необхідний час експозиції; коротка експозиція вимагає вищої чутливості камери, щоб уникнути надто темного зображення.

(2) Частота кадрів

Частота кадрів представляє кількість зображень, які камера може вивести за секунду, і пов’язана з розміром зображення, часом експозиції, пропускною здатністю передачі тощо.
Камери з високою частотою кадрів можуть знімати безперервні зображення високошвидкісних рухомих об’єктів, щоб уникнути пропущених знімків і кадрів.
Під час налаштування системи переконайтеся, що:

Частота кадрів вища, ніж вимога до ритму руху

Швидкість обробки алгоритму завершується в межах експозиції камери + часу передачі,
інакше це може спричинити втрату кадру та пропущене виявлення.

Крім того, для високошвидкісного виявлення руху зазвичай рекомендується вибирати камеру **Global Shutter**, щоб уникнути деформації об’єктів, що швидко рухаються.

5. Виберіть тип інтерфейсу

Загальні параметри інтерфейсу:

Виберіть тип інтерфейсу	USB2.0	USB3.0	GigE (гігабітний Ethernet)	Посилання на камеру
Теоретична швидкість	480 Мбіт/с	5 Гбіт/с	1 Гбіт/с	5,4 Гбіт/с
Відстань передачі	5м	3м	100м	10м

Інтерфейс промислових камер пов'язаний не тільки з пропускною здатністю передачі даних, але також часто бере на себе функцію живлення. Наприклад: інтерфейс USB може безпосередньо подавати живлення, а електропроводка проста; Інтерфейс GigE (Gigabit Ethernet) може реалізувати передачу даних і лінії електропередач через PoE (Power over Ethernet) з високою стабільністю та великою відстанню передачі. Під час вибору типу інтерфейсу необхідно всебічно враховувати швидкість передачі, стабільність, спосіб живлення, обмеження довжини кабелю та сумісність системи, щоб переконатися, що він відповідає всьому візуальному рішенню.

Вибір промислових камер – це процес, який вимагає багатовимірних компромісів. Тільки повністю розуміючи сценарії застосування та вимоги до виявлення, а також поєднуючи такі фактори, як якість зображення, параметри продуктивності, обчислювальна потужність системи, бюджет витрат, сумісність інтерфейсу та майбутня масштабованість, можна вибрати справді відповідне рішення для камери та зору. Вибираючи бренд, ви також повинні зосередитися на тому, чи підтримує він індивідуальну розробку та чи надає повний і простий у використанні SDK для полегшення вторинної розробки та інтеграції користувацьких алгоритмів обробки зображень для задоволення глибших потреб системи.

Zhixiang Vision є постачальником рішень для інтеграції апаратного забезпечення промислового бачення та постачальником послуг із розробки додатків для бачення з багатим галузевим досвідом. Ми продовжуємо впроваджувати інновації в технологічних дослідженнях, розробках і практичних заходах, глибоко культивували лінійки промислових камер і камер, а також сформували багатосерійну матрицю продуктів, що охоплює гігабітні мережеві промислові камери, камери USB2.0/USB3.0, стереокамери з кількома видами огляду тощо. Завдяки високій економічній ефективності, високій стабільності та гарній сумісності ми надали надійні візуальні рішення для майже 10 000 галузевих клієнтів і отримали широкі можливості. визнання та довгострокова підтримка.