Co to jest kamera przemysłowa?Kamera przemysłowa jest kluczowym elementem systemu wizyjnego maszyny, a jej podstawową funkcją jest przetwarzanie sygnałów świetlnych na uporządkowane sygnały elektryczne. Wybór odpowiedniej kamery jest również kluczowym aspektem projektowania systemów wizyjnych. Wybór kamery wpływa bezpośrednio nie tylko na rozdzielczość i jakość pozyskiwanych obrazów, ale także na ogólne działanie systemu. Poniżej przedstawiamy szczegółowe wprowadzenie do projektowania wyglądu kamer przemysłowych.
Funkcjonalność i możliwość dostosowania kamer przemysłowych do środowiska
Jako „oczy” systemów widzenia maszynowego kamery przemysłowe muszą nie tylko zapewniać-wysoką precyzję obrazowania, ale także posiadać dużą zdolność dostosowywania się do środowiska, aby sprostać wymaganiom różnych złożonych środowisk produkcyjnych.
Pod względem wydajności funkcjonalnej rozdzielczość, głębokość pikseli i liczba klatek na sekundę stanowią rdzeń „żelaznego trójkąta” parametrów kamer przemysłowych.
Podczas kontroli precyzyjnych przedmiotów wymagana jest kamera o odpowiedniej liczbie pikseli, aby zapewnić dokładną kontrolę. Na szybkich-liniach produkcyjnych obrazowanie szybko poruszających się obiektów wymaga globalnej migawki i systemu akwizycji o dużej liczbie klatek na sekundę, aby uniknąć rozmycia obrazu.
W pewnym projekcie kontroli części samochodowych 5-megapikselowa kamera matrycowa w połączeniu z technologią obrazowania HDR o wysokim zakresie dynamiki z powodzeniem uchwyciła drobne odkształcenie metalowej części drzwi samochodu o wielkości 0,02 mm, dostarczając kluczowych danych do późniejszej kontroli jakości montażu.
Jeśli chodzi o przystosowanie się do środowiska, konstrukcja zapewniająca ochronę konstrukcji jest kluczem do zapewnienia-długoterminowej i stabilnej pracy kamer przemysłowych.
Na przykład linia montażowa SMT firmy produkującej elektronikę wykorzystuje kamery przemysłowe o stopniu ochrony IP67-. Dzięki-uszczelkom typu O-ring i potrójnej-powłoce osiągnięto rekord 8000 godzin ciągłej,-bezproblemowej pracy w środowisku o wysokim-pyle. W środowiskach o wysokich-wibracjach, takich jak sprzęt do inspekcji modułów fotowoltaicznych, kamery,-amortyzujące wsporniki i pływające konstrukcje łączące zapewniają dokładność pozycjonowania na poziomie sub{{11}piksela w zakresie częstotliwości wibracji 10–500 Hz, znacznie poprawiając stabilność kontroli.
Kamery przemysłowe dzięki solidnej konstrukcji, krótkim czasom otwarcia migawki i dużej liczbie klatek na sekundę mogą zachować wyraźny i stabilny obraz na-liniach produkcyjnych o dużej szybkości, w złożonych warunkach oświetleniowych i w ekstremalnych warunkach, zapewniając naprawdę niezawodne działanie na poziomie przemysłowym.
Inteligentna innowacja w interakcji z kamerą
W nowym sprzęcie do testowania akumulatorów 7-calowy-ekran dotykowy wrażliwy na nacisk w połączeniu z algorytmem zapobiegającym błędnemu dotknięciu utrzymuje współczynnik rozpoznawania na poziomie 98% nawet w grubych rękawicach.
W samochodowych warsztatach spawalniczych kamery przemysłowe z wbudowanymi chipami NFC umożliwiają konfigurację parametrów „jednym- dotknięciem”, skracając czas konfiguracji sprzętu z 2 godzin do 15 minut.
Te inteligentne, interaktywne projekty znacząco zmniejszają bariery w komunikacji-człowieka z maszyną, umożliwiając przemysłowemu sprzętowi wizyjnemu stopniowe nabywanie-cech „samouczenia się” i „adaptacji”, co ułatwia szybkie wdrażanie inteligentnych fabryk.
Czujniki wizualne wspomagają inteligentne roboty
Czujniki wizualne to podstawowy element systemów widzenia maszynowego, którego zadaniem jest umożliwienie maszynom „zrozumienia świata”.
Ludzie zdobywają około 80% informacji poprzez wzrok, a przyszłe roboty będą podobnie opierać się na systemach wizualnych przy percepcji i-podejmowaniu decyzji. Obecnie większość robotów humanoidalnych wykorzystuje rozwiązania wizyjne 3D, aby uzyskać percepcję otoczenia, lokalizację przestrzenną i interakcję z człowiekiem-robotem.
W miarę rozwoju zastosowań robotów technologie wykrywania wizualnego 3D (takie jak-czas-lotu (TOF), widzenie stereoskopowe przez lornetkę i światło strukturalne) będą stopniowo zastępować rozwiązania z pojedynczą-kamerą, zapewniając robotom większą zdolność rozumienia środowiska w dynamicznych przestrzeniach.
Od 2D do 3D: droga do ulepszeń wizualnych
Tradycyjne systemy wizyjne 2D rejestrują tekstury powierzchni za pomocą kamer RGB, ale brakuje im informacji o głębokości; Z kolei technologia widzenia 3D umożliwia pełną rekonstrukcję struktur przestrzennych poprzez percepcję głębi.
W porównaniu z obrazowaniem 2D, wizja 3D zapewnia bogatsze informacje wymiarowe, umożliwiając urządzeniom precyzyjne pozycjonowanie, pomiary przestrzenne i złożone rozpoznawanie. W przyszłości wizja 3D stanie się głównym kierunkiem inteligentnej produkcji, nawigacji robotów i automatycznej kontroli.
Wbudowana sztuczna inteligencja zapewnia wysoką wydajność
W środowiskach sortowania i produkcji w logistyce wbudowane akceleratory sztucznej inteligencji umożliwiają kamerom korzystanie z-możliwości wnioskowania na miejscu. W jednym z logistycznych systemów sortowania kamera przemysłowa wyposażona w akcelerator AI umożliwiła równoległe przetwarzanie rozpoznawania kodów kreskowych i pomiaru objętości, redukując opóźnienia przetwarzania z około 300 ms do 22 ms, znacznie poprawiając wydajność sortowania. W dziedzinie półprzewodników w urządzeniu do kontroli płytek zastosowano w kamerze lekki model CNN, zwiększając dokładność klasyfikacji defektów do 99,98%, znacznie poprawiając wydajność i niezawodność kontroli.
Miniaturyzacja: mały rozmiar, duża moc
Zminiaturyzowane czujniki i zaawansowane technologie pakowania poszerzają granice zastosowań kamer. Jedna endoskopowa kamera inspekcyjna wykorzystująca technologię stacked CMOS zmniejszyła rozmiar czujnika do 1/1,8 cala, zwiększając jednocześnie zakres dynamiczny do 120 dB. W zastosowaniach związanych z inspekcją lotniczą i satelitarną niektóre produkty skompresowały rozmiar kamery do rozmiaru pudełka zapałek, a mimo to osiągnęły dokładność powtarzalności na poziomie 5 µm-, weryfikując wykonalność inżynieryjną zminiaturyzowanego projektu w ekstremalnych warunkach.
Obrazowanie wielospektralne i fuzja widmowa
Pasma światła wykraczające poza widmo widzialne są szeroko stosowane w zastosowaniach przemysłowych. System sortowania owoców i warzyw integruje moduły obrazowania światła widzialnego, bliskiej{1}}podczerwieni i fluorescencji, wykorzystując algorytm fuzji widmowej do jednoczesnego wykrywania zawartości cukru, twardości oraz wad powierzchniowych/wewnętrznych. W ramach projektu renowacji zabytków kultury podwójna kamera modalna UV-Vis-z powodzeniem zarejestrowała ślady renowacji na poziomie 0,1 mm, demonstrując ogromny potencjał obrazowania spektralnego w wyspecjalizowanych scenariuszach.
Pogłębiają się scenariusze zastosowań
Wizja przemysłowa ewoluuje od kontroli jedno-punktowej do systemów połączonych w sieć i-pętli zamkniętej. W warsztacie montażu samochodów 50 kamer przemysłowych i węzłów przetwarzania brzegowego współpracuje, tworząc sieć inspekcji wizualnej, umożliwiającą monitorowanie w czasie rzeczywistym 1200 punktów kontroli na pojazd, przy współczynniku wychwytywania problemów z jakością sięgających 99,9%. Na linii produkcyjnej akumulatorów głęboka integracja kamer z systemem MES (Manufacturing Execution System) umożliwiła-samodzielną optymalizację parametrów procesu jakości spawania, poprawiając współczynnik wydajności o 2,3%, co pokazuje wartość podniesienia kontroli wizualnej do poziomu inteligentnego-podejmowania decyzji.
Projektowanie przyszłych kamer przemysłowych musi zapewniać dynamiczną równowagę między wydajnością optyczną, możliwością dostosowania do środowiska i interakcją człowiek-maszyna: musi spełniać rygorystyczne wymagania dotyczące precyzji i niezawodności w zastosowaniach przemysłowych, a jednocześnie spełniać nowe oczekiwania inteligentnej produkcji w zakresie elastyczności i inteligencji brzegowej. Dzięki ciągłym przełomom w materiałoznawstwie, produkcji mikro-nano i algorytmach sztucznej inteligencjiKamery przemysłowestanie się kluczowym węzłem łączącym świat fizyczny i cyfrowe bliźniaki, stale kierując przemysł produkcyjny w stronę inteligentniejszej i bardziej wydajnej przyszłości.
