Мегапиксели — не единственный фактор, который следует учитывать при выборе модуля USB-камеры для промышленного контроля. Камера в системе машинного зрения должна поддерживать стабильное изображение на необходимой скорости, сохраняя при этом достаточно деталей для алгоритма проверки. На результат влияет ряд факторов, включая разрешение, выбор объектива, рабочее расстояние, освещение, поведение затвора, полосу пропускания интерфейса и обработку изображения.
Модуль камеры с разрешением 2 МП с соответствующим объективом и регулируемой подсветкой может обеспечить достаточную четкость изображения для определенных проверок. Модуль камеры 5 МП, 8 МП или 4K может быть более подходящим для приложений, требующих большего количества измерительной информации, более широкого поля зрения или меньшего количества дефектов. Предпочтительная стратегия — начать с цели проверки и перейти к настройке камеры.
Почему модули USB-камеры используются при промышленном контроле
Повторяемое получение изображений необходимо для систем промышленного контроля. Инспекционная камера, в отличие от веб-камеры общего-назначения, обычно выбирается как компонент всей системы обработки изображений, состоящей из датчика, объектива, освещения, платформы обработки и механической конструкции.
Когда система контроля напрямую подключена к промышленному ПК, встроенному компьютеру, периферийной платформе искусственного интеллекта или другому USB-хосту, USB-модули камер особенно полезны. Поскольку камера может быть идентифицирована как обычное USB-устройство обработки изображений в совместимых операционных системах, конструкции, совместимые с UVC-, также могут упростить интеграцию программного обеспечения.
Типичные применения промышленного контроля
- Обнаружение дефектов поверхности
- Проверка печатных плат и электронных компонентов
- Наличие детали и проверка положения
- Проверка штрих-кода и QR-кода
- Проверка размеров и соосности
- Проверка упаковки и этикетки
- Роботизированное зрение и автоматическая сортировка
Резолюция: Достаточно ли 2 МП для промышленного контроля?
Для машинного зрения не существует универсального требования к разрешению. Правильный выбор зависит главным образом от размера объекта, который необходимо обнаружить, и от того, какая часть объекта должна уместиться на одном изображении.
A Модуль камеры 2 МПобеспечивает вывод изображения с разрешением 1920 × 1080 во многих распространенных конфигурациях. Этого может быть достаточно для таких приложений, как обнаружение присутствия, базовый осмотр поверхности, позиционирование, оптическое распознавание текста, распознавание штрих-кодов и мониторинг более крупных компонентов.
Если объект проверки содержит очень маленькие дефекты или тонкие структуры, увеличение разрешения может обеспечить увеличение количества пикселей по объекту. Однако более высокое разрешение также увеличивает объем данных и может потребовать большей производительности обработки, пропускной способности хранилища и подходящей оптики.
Практический метод выбора разрешения
Вместо того, чтобы спрашивать: «Какое максимальное разрешение доступно?», начните с трех вопросов:
- Какой наименьший дефект или особенность необходимо обнаружить?
- Насколько велика зона контроля в одном кадре?
- Сколько времени требуется на обработку каждого захваченного изображения?
Для системы контроля,-чувствительной к затратам, может оказаться более практичным оптимизировать объектив, рабочее расстояние, освещение и комбинацию датчиков, прежде чем переходить непосредственно к гораздо более высокому разрешению.
Для приложений, где достаточно изображения 1080P, вы можете просмотретьМодуль камеры 2 МП GC2093как одна из возможных отправных точек.
Четкость изображения зависит не только от сенсора
При промышленном контроле четкость изображения является результатом полного оптического пути. Датчик с высоким-мегапикселем не может компенсировать плохое соответствие объектива, неправильную фокусировку, недостаточное освещение или чрезмерное размытие изображения при движении.
Датчик
Датчик изображения определяет такие факторы, как разрешение, размер пикселя, чувствительность, динамический диапазон и характеристики считывания. Выбор датчика должен соответствовать скорости проверки и условиям освещения, а не основываться только на количестве пикселей.
Объектив
Объектив определяет поле зрения, фокусное расстояние, рабочее расстояние, искажения и эффективность использования разрешения сенсора. Для промышленного контроля выбор линзы следует производить вместе с датчиком.
Освещение
Даже высококачественный-модуль камеры может дать плохие результаты проверки, если объект плохо освещен. Кольцевая подсветка, полосовая подсветка, подсветка, рассеянный свет и ИК-подсветка могут быть выбраны в зависимости от характеристик поверхности и дефектов.
Экспозиция и движение
Когда объекты движутся по конвейеру, время экспозиции напрямую влияет на размытие изображения. Если проверка требует точного обнаружения или измерения границ, более короткое время экспозиции и подходящее освещение могут быть более важными, чем простое увеличение разрешения.
Когда следует выбирать модуль камеры с глобальным затвором?
Для стационарных объектов контроля может быть достаточно обычного датчика рольставни. Однако движущиеся объекты могут привести к геометрическим искажениям, поскольку разные ряды датчика подвергаются воздействию в несколько разное время.
A модуль камеры с глобальным затворомзахватывает изображение более равномерно по матрице, что делает эту архитектуру полезной для быстро-движущихся объектов, движения роботов, проверки конвейеров, отслеживания и измерений, где искажение движения может повлиять на результат.
Для высокоскоростных-приложений машинного зренияМодуль камеры с глобальным затвором OV9281можно рассматривать, когда приложение получает преимущества от формирования изображений с глобальным затвором и высокой частоты кадров.
USB 2.0 или USB 3.0 для промышленного контроля?
При выборе интерфейса следует учитывать разрешение, частоту кадров, формат сжатия, длину кабеля и потребности хост-процессора.
Для многих систем контроля 1080P с умеренными требованиями к пропускной способности USB 2.0 может оказаться целесообразным. USB 3.0 может предложить больше возможностей для системной интеграции для приложений, требующих больших потоков данных изображения, более высокой частоты кадров или изображений с более высоким разрешением.
Поэтому вместо того, чтобы рассматривать его как отдельную спецификацию, выбор интерфейса следует выбирать в сочетании с необходимым разрешением и частотой кадров.
Выбор модуля камеры промышленного контроля: подход инженера
Практический процесс отбора можно упростить и разделить на следующие этапы.
Шаг 1: Определите цель проверки
Определите наименьшую особенность или дефект, который необходимо обнаружить. Это определяет, сколько полезной информации о пикселях требуется.
Шаг 2. Определите поле зрения
Определите всю область, которая должна появиться в одном кадре. Для более широкого поля зрения может потребоваться более широкий-объектив, а для небольшой области проверки может потребоваться большее фокусное расстояние.
Шаг 3. Проверьте движение объекта
Если цель движется быстро, учитывайте частоту кадров, время экспозиции и характеристики глобального затвора. Для стационарных объектов эти требования могут быть менее жесткими.
Шаг 4: Оцените освещение
Определите, используется ли в зоне проверки естественный свет, контролируемое светодиодное освещение, подсветка или инфракрасное освещение. Стабильное освещение обычно улучшает согласованность контроля более эффективно, чем простое увеличение разрешения камеры.
Шаг 5. Сопоставьте интерфейс и платформу обработки
Прежде чем завершить работу над модулем камеры, подтвердите интерфейс USB, выходной формат, частоту кадров, операционную систему, встроенную платформу и доступную пропускную способность обработки.
Шаг 6. Проверка реального образца
Окончательное решение в идеале должно быть подтверждено фактическими контрольными образцами. Камера, которая хорошо работает в спецификации, может потребовать другой объектив, настройку экспозиции или конфигурацию освещения после установки на производственной линии.
Пользовательские модули USB-камер для промышленного контроля
Системы промышленного контроля часто имеют механические и оптические ограничения, которые стандартные модули камер не могут полностью удовлетворить. Форма печатной платы, положение разъема, длина кабеля, линза, датчик, ИК-фильтр и корпус могут нуждаться в корректировке конструкции машины.
TUXI предлагает решения для модулей USB-камер, охватывающие различные разрешения датчиков и оптические конфигурации, а также OEM и ODM-подстройку, доступную для конкретных требований-приложения. В зависимости от проекта модуль камеры может быть разработан с учетом необходимого датчика, объектива, размеров печатной платы, разъема, кабеля и характеристик изображения.
Более широкий выбор датчиков и интерфейсов см. в нашейРешения для модулей USB-камеры.
Заключение
Выбор модуля USB-камеры для промышленной проверки — это, главным образом, вопрос-соответствия системы. Хотя это всего лишь одно звено в цепочке визуализации, разрешение имеет решающее значение.
Хорошо подобранный-модуль камеры с разрешением 2 МП может обеспечить достаточную четкость изображения по разумной цене для определенных приложений. Решение с разрешением 5 МП, 8 МП или 4K лучше подойдет для более детального исследования. Глобальный затвор и высокая частота кадров могут оказаться более важными, чем большее количество мегапикселей, когда цель быстро движется.
Самый надежный метод — выбрать датчик и оптику на основе объекта контроля, поля зрения, рабочего расстояния, движения, освещения и потребностей обработки.
