تعد الكاميرا الصناعية مكونًا رئيسيًا في نظام رؤية الآلة، وتتمثل وظيفتها الأساسية في تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية مرتبة. يعد اختيار الكاميرا المناسبة أيضًا جزءًا مهمًا من تصميم نظام الرؤية الآلية. لا يحدد اختيار الكاميرا بشكل مباشر دقة الصورة الملتقطة وجودة الصورة وما إلى ذلك فحسب، بل يرتبط أيضًا بشكل مباشر بوضع تشغيل النظام بأكمله.
تتكون الكاميرات الصناعية بشكل رئيسي من الأجزاء التالية:
1. مستشعر الصورة:المكون الأساسي للكاميرا الصناعية، وعادة ما يستخدم أجهزة استشعار CMOS أو CCD.
2. لوحة دوائر الكاميرا:بما في ذلك شريحة التحكم في مستشعر الصورة، والتحويل A/D، وواجهة USB أو GigE وما إلى ذلك.
3. العدسة:مسؤولة عن تركيز الضوء المنعكس من الجسم على المستشعر.
4. التصفية:تستخدم لتصفية الضوء غير المرغوب فيه.
5. مصدر الضوء:يوفر ظروف الإضاءة المناسبة لضمان التقاط صور عالية الجودة.
6. السكن:عادة ما تكون مصنوعة من المعدن لحماية المكونات الإلكترونية الداخلية من التلف.
7. المكونات المساعدة الأخرى:مثل المراوح، والمشتتات الحرارية، وإمدادات الطاقة، وما إلى ذلك لضمان التشغيل الطبيعي للكاميرات الصناعية.
اختيار الكاميرا الصناعية
يعد اختيار الكاميرا الصناعية المناسبة واختيارها في نظام رؤية الماكينة أمرًا مهمًا للغاية، فالكاميرا الصناعية المناسبة أو غير المناسبة تحدد بشكل مباشر نتائج تشغيل نظام رؤية الماكينة بالكامل. بما أن اختيار واختيار الكاميرا الصناعية أمر في غاية الأهمية، فكيف تختار الكاميرا الصناعية المناسبة؟ ومن أجل مساعدة الطلب على الكاميرات الصناعية، ستتحدث الدرجة التالية من شركة Shen Technology عن طرق اختيار الكاميرات الصناعية، ومن أي أبعاد يبدأ الطلب حتى يتم اختيار الاختيار المناسب للكاميرات الصناعية الخاصة بهم.
1. سيناريوهات التطبيق
هناك العديد من سيناريوهات التطبيقات الصناعية، مثل اكتشاف عيوب السطح، واكتشاف تحديد موضع الكائن، واكتشاف المسح السريع، وما إلى ذلك. إن سيناريوهات التطبيق المختلفة هذه على وحدات بكسل الكاميرا الصناعية، ومعدل الإطارات، والتباعد، والضوء والمعلمات الأخرى لها متطلبات مختلفة.
على سبيل المثال، يتطلب اكتشاف عيوب السطح وضوحًا عاليًا للضوء والبكسل، ويتطلب اكتشاف موضع العنصر تحديدًا دقيقًا وخوارزميات، ويتطلب اكتشاف المسح السريع معدل إطارات وسرعة عالية بالإضافة إلى الوضوح. حتى بالنسبة لنفس اكتشاف عيوب سطح الجسم، والكشف عن الأسطح المعدنية والقماش، فإن متطلبات الكشف عن سطح الورق على الكاميرا الصناعية تختلف أيضًا بشكل كبير.
سوف ينعكس السطح المعدني، وبالتالي فإن فحص السطح المعدني لمتطلبات مصدر الضوء أعلى، ويجب أن تكون الكاميرات الصناعية قادرة على التعرف على السطح الفاتح والمظلم. القماش والورق فحص سطح اللون والمواد ومتطلبات الوضوح أعلى. لذلك يحدد سيناريو التطبيق نوع الكاميرا الصناعية التي يجب استخدامها.
2. اختيار القرار
تشير الدقة عادةً إلى عدد وحدات البكسل الموجودة في مستشعر الصورة، معبرًا عنها بالطول * العرض. نعلم جميعًا أنه يتم حساب دقة 1 ميجابكسل و5 ميجابكسل و10 ميجابكسل وحتى أكثر من 100 مليون بكسل من الدقة.
إن اختيار القرار يعتمد على أمرين:
تحديد دقة الهدف. إذا لم يكن من الممكن تحديد دقة الهدف، فإن اختيار الدقة هو كلام فارغ. دقة بكسل الكاميرا الصناعية=حجم مجال الرؤية أحادي الاتجاه / دقة الكاميرا أحادية الاتجاه. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون دقة البكسل في الكاميرا الصناعية أعلى من الدقة المطلوبة للهدف، وذلك للحصول على معنى عملي للقياس.
يتطلب إخراج الكاميرا الصناعية، مخرج VGA أو USB، متطلبات عالية لدقة الشاشة. إذا كانت دقة الكاميرا الصناعية أعلى من دقة الشاشة، فلن تظهر ميزة الدقة العالية للكاميرا الصناعية. الكل-في-جهاز مراقبة واحد (بما في ذلك تحليل البرامج وتحديد هويتها)، لا داعي للقلق في هذا الصدد، فكلما كانت الدقة الطبيعية أعلى كلما كان ذلك أفضل.
3. اختيار معدل الإطار
معدل الإطارات، الاسم الكامل هو معدل الإطارات، يشير إلى عدد الإطارات في الثانية من الصورة المجمعة، بمصطلحات الشخص العادي هي الكاميرا في الثانية من حيث عدد الصور التي يمكن التقاطها. اختيار معدل الإطارات هو النظر إلى سرعة حركة الكائن المراد قياسه، وسرعة اختيار معدل الإطارات العالي للكاميرات الصناعية. إذا كانت السرعة عالية فاختر كاميرا صناعية ذات معدل إطارات مرتفع، وإذا كانت السرعة عالية فاختر كاميرا ذات معدل إطارات منخفض.
إذا كان كلا من متطلبات الدقة العالية في سيناريو التطبيق الفعلي، ولكنهما يريدان أيضًا معدل إطارات مرتفعًا، فإن الحاجة إلى العثور على ناقل نطاق ترددي أكبر، أي واجهة الإخراج للكاميرا الصناعية.
4. اختيار الشريحة
الكاميرا الصناعية من الشريحة، هناك نوعان من CCD وCMOS، شريحة CMOS بنفس جودة التصوير، بسبب انخفاض التكاليف وانخفاض استهلاك الطاقة في السوق استبدلت شريحة CCD، فقط في بعض سرعة التجميع الأعلى والصور عالية الجودة ودقة تطبيق المشهد، سيكون استخدام CCD أفضل.
5. خيارات المصراع والتعرض
يتم استخدام الكاميرا الموجودة في المصراع للتحكم في وقت تعرض المستقبل الضوئي للإشعاع الضوئي للجهاز، ولحماية شريحة الكاميرا الداخلية لا تتأثر بالضوء الساقط، فقط في التعرض سيكون مفتوحًا. يتم التحكم في التعريض الضوئي من خلال الغالق، ويعد الغالق الشامل ولفافة الغالق من أكثر طرق الغالق شيوعًا المستخدمة في الكاميرات الصناعية. إذا تم استخدامه للتصوير الديناميكي (التصوير بالطيران)، فستحتاج إلى استخدام الغالق الشامل؛ التصوير الثابت مناسب فقط للمصراع الدوار.
6. اختيار واجهة الإرسال
واجهة النقل هي صورة جيدة تم التقاطها عن طريق نقل الكاميرا الصناعية إلى جانب الكمبيوتر من بروتوكول النقل، والواجهات المختلفة لالتقاط سرعة النقل ليست هي نفسها، GigE الشائع (المعروف باسم كاميرا شبكة Gigabit)، USB3.0 (المعروف باسم كاميرا USB3.0)، CameraLink.
7. خيارات الألوان
الكاميرات الصناعية متوفرة بالألوان وبالأبيض والأسود. بشكل عام، اختيار الكاميرات الصناعية بالأبيض والأسود أمر جيد، لتلبية احتياجات معظم سيناريوهات التطبيق، تختار الكاميرات الصناعية اللون فقط عندما تكون هناك حاجة لتحديد لون الحالة. واختيار الكاميرا الصناعية بالأبيض والأسود، لتجنب التحويل من الصور الملونة إلى الصور بالأبيض والأسود ومن ثم حساب هذه الخطوة لتبسيط العملية، يمكن إلى حد ما تحسين جودة الصورة.
8. اختيار العلامة التجارية
تمثل العلامة التجارية الجيدة جودة منتج ممتازة، وخدمة ما بعد البيع- ممتازة، ودعمًا فنيًا كاملاً، وهذه النقطة في صناعة الكاميرات الصناعية ليست استثناءً. على الرغم من أن الكاميرا الصناعية هي الشيء الرئيسي هو إلقاء نظرة على نتائج الصور المجمعة، إلا أنها علامة تجارية جيدة للمؤسسات والمصانع لتوفير الجهد، وتقليل استخدام المتاعب غير الضرورية.
طرق اختيار الكاميرا الصناعية، من الأبعاد الثمانية المذكورة أعلاه لتحليلها. من سيناريوهات التطبيق الخاصة بهم، تم دمج العوامل الخارجية والظروف الداخلية مع بعضها البعض، من أجل اختيارهم للكاميرات الصناعية الأكثر فعالية واقتصادًا-والتوفير في العمالة-.