Megapixely nie sú jediným hľadiskom pri výbere modulu USB kamery pre priemyselnú kontrolu. Kamera v systéme strojového videnia musí udržiavať stabilný obrazový výstup pri potrebnej rýchlosti a zároveň zachytávať dostatočné detaily pre kontrolný algoritmus. Výsledok je ovplyvnený množstvom faktorov, vrátane rozlíšenia, výberu objektívu, pracovnej vzdialenosti, osvetlenia, správania uzávierky, šírky pásma rozhrania a spracovania obrazu.
Modul 2MP kamery s príslušným objektívom a riadeným osvetlením môže poskytnúť primeranú čistotu obrazu pre určité kontrolné činnosti. 5MP, 8MP alebo 4K kamerový modul môže byť vhodnejší pre aplikácie vyžadujúce viac informácií o meraní, širšie zorné pole alebo menej chýb. Uprednostňovanou stratégiou je začať s cieľom kontroly a prejsť až k nastaveniu kamery.
Prečo sa moduly USB kamery používajú pri priemyselnej kontrole
Opakovateľné získavanie obrazu je nevyhnutné pre priemyselné kontrolné systémy. Inšpekčná kamera sa na rozdiel od všeobecnej-webovej kamery zvyčajne vyberá ako súčasť celého zobrazovacieho systému, ktorý pozostáva zo snímača, šošovky, osvetlenia, platformy spracovania a mechanickej konštrukcie.
Keď je inšpekčný systém priamo pripojený k priemyselnému PC, vstavanému počítaču, platforme edge AI alebo inému hostiteľovi USB, moduly USB kamery sú obzvlášť užitočné. Keďže fotoaparát môže byť v kompatibilných operačných systémoch identifikovaný ako typické zobrazovacie zariadenie USB, dizajn kompatibilný s UVC-môže tiež uľahčiť integráciu softvéru.
Typické aplikácie priemyselnej kontroly
- Detekcia povrchových defektov
- Kontrola DPS a elektronických komponentov
- Overenie prítomnosti dielu a jeho polohy
- Kontrola čiarových kódov a QR kódov
- Kontrola rozmerov a vyrovnania
- Kontrola balenia a etikety
- Robotické videnie a automatizované triedenie
Rozlíšenie: Stačí 2MP na priemyselnú kontrolu?
Neexistuje žiadna univerzálna požiadavka na rozlíšenie pre strojové videnie. Správna voľba závisí najmä od veľkosti prvku, ktorý je potrebné detekovať, a od toho, aká veľká časť objektu sa musí zmestiť do jednej snímky.
A 2MP modul fotoaparátuposkytuje obrazový výstup 1920 × 1080 v mnohých bežných konfiguráciách. To môže stačiť pre aplikácie, ako je detekcia prítomnosti, základná kontrola povrchu, polohovanie, OCR, rozpoznávanie čiarových kódov a monitorovanie väčších komponentov.
Ak cieľ kontroly obsahuje veľmi malé defekty alebo jemné štruktúry, zvýšenie rozlíšenia môže poskytnúť viac pixelov naprieč cieľom. Vyššie rozlíšenie však tiež zvyšuje objem dát a môže vyžadovať väčšiu kapacitu spracovania, šírku pásma úložiska a vhodnú optiku.
Praktická metóda výberu rozlíšenia
Namiesto otázky „Aké je najvyššie dostupné rozlíšenie?“ začnite tromi otázkami:
- Aká je najmenšia chyba alebo vlastnosť, ktorú treba zistiť?
- Aká veľká je kontrolná plocha v jednom ráme?
- Koľko času spracovania je k dispozícii pre každý nasnímaný obrázok?
V prípade nákladovo-citlivého inšpekčného systému môže byť praktickejšie optimalizovať kombináciu objektívu, pracovnej vzdialenosti, osvetlenia a snímača pred priamym prechodom na oveľa vyššie rozlíšenie.
Pre aplikácie, kde je dostatočné zobrazenie 1080P, si môžete pozrieť2MP modul fotoaparátu GC2093ako jeden možný východiskový bod.
Čistota obrazu závisí od viac než len od snímača
Pri priemyselnej kontrole je čistota obrazu výsledkom celej optickej dráhy. Snímač s vysokým-megapixlovým rozlíšením nedokáže kompenzovať slabé prispôsobenie objektívu, nesprávne zaostrenie, nedostatočné osvetlenie alebo nadmerné rozmazanie pohybu.
Senzor
Obrazový snímač určuje faktory, ako je rozlíšenie, veľkosť pixelov, citlivosť, dynamický rozsah a charakteristiky odčítania. Výber snímača by sa mal zhodovať s rýchlosťou kontroly a prostredím osvetlenia a nemal by byť založený iba na počte pixelov.
Objektív
Objektív určuje zorné pole, ohniskovú vzdialenosť, pracovnú vzdialenosť, skreslenie a ako efektívne možno využiť rozlíšenie snímača. Pri priemyselnej kontrole by sa mal výber šošovky vykonať spolu so snímačom.
Osvetlenie
Dokonca aj-kvalitný modul kamery môže spôsobiť zlé výsledky kontroly, ak je cieľ zle osvetlený. Kruhové svetlá, barové svetlá, podsvietenie, difúzne svetlá a IR prisvietenie je možné zvoliť podľa vlastností povrchu a defektu.
Expozícia a pohyb
Keď sa predmety pohybujú po dopravníku, expozičný čas priamo ovplyvňuje pohybovú neostrosť. Ak kontrola vyžaduje presnú detekciu hrán alebo meranie, kratší čas expozície a vhodné osvetlenie môžu byť dôležitejšie ako jednoduché zvýšenie rozlíšenia.
Kedy by ste si mali vybrať modul globálnej uzávierky?
Pre stacionárne kontrolné ciele môže postačovať konvenčný snímač rolovacej brány. Pohybujúce sa objekty však môžu spôsobiť geometrické skreslenie, pretože rôzne rady snímača sú exponované v mierne odlišných časoch.
A modul globálnej uzávierky fotoaparátuzachytáva obraz rovnomernejšie naprieč snímačom, vďaka čomu je táto architektúra užitočná pre rýchlo{0}}pohybujúce sa objekty, pohyb robota, kontrolu dopravníkov, sledovanie a meracie aplikácie, kde môže skreslenie pohybu ovplyvniť výsledok.
Pre vysoko{0}}rýchlostné aplikácie strojového videnia, anModul globálnej uzávierky OV9281možno zvážiť, keď aplikácia ťaží z globálneho zobrazovania uzávierky a vysokých snímkových frekvencií.
USB 2.0 alebo USB 3.0 pre priemyselnú inšpekciu?
Pri výbere rozhrania by sa malo brať do úvahy rozlíšenie, snímková frekvencia, formát kompresie, dĺžka kábla a potreby spracovania hostiteľa.
Pre mnohé inšpekčné systémy 1080P so strednými požiadavkami na šírku pásma môže byť USB 2.0 uskutočniteľné. USB 3.0 môže ponúknuť väčšiu kapacitu pre systémovú integráciu pre aplikácie vyžadujúce väčšie toky obrazových dát, vyššiu snímkovú frekvenciu alebo zobrazovanie s vyšším rozlíšením.
Preto by sa voľba rozhrania nemala považovať za samostatnú špecifikáciu, ale mala by sa zvoliť v spojení s potrebným rozlíšením a snímkovou frekvenciou.
Výber modulu priemyselnej inšpekčnej kamery: prístup inžiniera
Praktický proces výberu možno zjednodušiť do nasledujúcich krokov.
Krok 1: Definujte cieľ inšpekcie
Identifikujte najmenšiu vlastnosť alebo chybu, ktorú je potrebné zistiť. To určuje, koľko užitočných informácií o pixeloch je potrebných.
Krok 2: Definujte zorné pole
Určite celú oblasť, ktorá sa musí objaviť v jednom rámčeku. Širšie zorné pole môže vyžadovať širší-uhol objektívu, zatiaľ čo malá kontrolná oblasť môže mať prospech z dlhšej ohniskovej vzdialenosti.
Krok 3: Skontrolujte pohyb objektu
Ak sa cieľ pohybuje rýchlo, zvážte snímkovú frekvenciu, expozičný čas a globálnu charakteristiku uzávierky. Pre stacionárne objekty môžu byť tieto požiadavky menej náročné.
Krok 4: Vyhodnoťte osvetlenie
Zistite, či kontrolné prostredie používa prirodzené svetlo, riadené LED osvetlenie, podsvietenie alebo infračervené osvetlenie. Stabilné osvetlenie zvyčajne zlepšuje konzistentnosť inšpekcie efektívnejšie ako jednoduché zvýšenie rozlíšenia kamery.
Krok 5: Prispôsobte rozhranie a platformu spracovania
Pred dokončením modulu fotoaparátu skontrolujte rozhranie USB, výstupný formát, snímkovú frekvenciu, operačný systém, vstavanú platformu a dostupnú šírku pásma spracovania.
Krok 6: Overte skutočnú vzorku
Konečné rozhodnutie by sa malo v ideálnom prípade overiť na skutočných kontrolných vzorkách. Kamera, ktorá funguje dobre v špecifikačnom hárku, môže po inštalácii na výrobnú linku stále vyžadovať iný objektív, nastavenie expozície alebo konfiguráciu osvetlenia.
Vlastné moduly USB kamery pre priemyselnú kontrolu
Priemyselné kontrolné systémy majú často mechanické a optické obmedzenia, ktoré štandardné kamerové moduly nedokážu plne uspokojiť. Možno bude potrebné upraviť tvar dosky plošných spojov, polohu konektora, dĺžku kábla, šošovku, snímač, infračervený filter a kryt okolo konštrukcie stroja.
Spoločnosť TUXI poskytuje riešenia modulov USB kamery pokrývajúce rôzne rozlíšenia snímačov a optické konfigurácie, pričom je k dispozícii prispôsobenie OEM a ODM pre konkrétne aplikácie-. V závislosti od projektu môže byť modul kamery vyvinutý podľa požadovaného snímača, objektívu, rozmerov PCB, konektora, kábla a zobrazovacieho výkonu.
Širšiu škálu možností snímačov a rozhraní nájdete v našejRiešenie modulov USB kamery.
Záver
Výber kamerového modulu USB na priemyselnú kontrolu je väčšinou problém{0}}zhody systému. Aj keď je to len jeden článok v reťazci zobrazovania, rozlíšenie je rozhodujúce.
Dobre{0}}zladený modul 2MP fotoaparátu môže poskytnúť dostatočnú čistotu obrazu za primeranú cenu pre určité aplikácie. Na podrobnejšie skúmanie by bolo vhodnejšie 5MP, 8MP alebo 4K riešenie. Globálna uzávierka a vysoká snímková frekvencia môžu byť dôležitejšie ako viac megapixelov, keď sa cieľ pohybuje rýchlo.
Najspoľahlivejšou metódou je výber snímača a optiky na základe cieľa kontroly, zorného poľa, pracovnej vzdialenosti, pohybu, osvetlenia a potrieb spracovania.
