Камера машинного зрения

Камера машинного зрения

Системы камер машинного зрения становятся все более популярными в различных промышленных приложениях, таких как контроль качества, робототехника и автоматизация. Эти камеры обеспечивают изображения высокого разрешения, которые могут быть проанализированы алгоритмами программного обеспечения для обнаружения и измерения дефектов, управления машинами и выполнения других задач. В зависимости от применения доступны различные типы камер машинного зрения.

• Камеры с разверткой по площади:

  Камеры машинного зрения с матричными датчиками захватывают 2D-изображения, что делает их идеальными для осмотра плоских поверхностей или объектов с четко определенными формами. Они широко используются в приложениях контроля качества для проверки наличия, размера и состояния элементов на поверхности изделия.

• Линейные камеры:

  Как следует из названия, эти камеры машинного зрения имеют одну линию пикселей датчика и предназначены для захвата 1D-изображений. Они часто используются для осмотра длинных или цилиндрических объектов, таких как провода, листы стекла или бутылки, движущихся мимо камеры непрерывным движением. Объединяя несколько 1D-изображений, система машинного зрения может создать полную инспекцию объекта.

• Интеллектуальные камеры:

  Эти камеры объединяют камеру, освещение и возможности обработки изображений в одном блоке. Интеллектуальные камеры могут приобретать, обрабатывать и хранить изображения, а также принимать решения в режиме реального времени на основе полученных данных. Они компактны и просты в развертывании, что делает их подходящими для автономных приложений, где ограничено пространство.

Функции и характеристики камер машинного зрения

Точные функции и характеристики камер машинного зрения варьируются в зависимости от применения. В следующей таблице суммированы типичные характеристики, их описания и функции.

• Датчики изображения

  Камеры машинного зрения имеют высокочувствительные датчики изображения (CCD или CMOS), способные получать четкие изображения даже в условиях ограниченного освещения. Эти датчики необходимы для захвата точных и согласованных данных зрения, так как они выпускаются в различных разрешениях и частотах кадров.

• Разрешение

  Разрешение камеры машинного зрения определяет четкость изображения и уровень детализации. Камеры с более высоким разрешением обеспечивают более точную проверку и большую точность, тогда как варианты с более низким разрешением часто используются в приложениях, требующих меньшей детализации.

• Частота кадров

  Частота кадров показывает, сколько изображений камера может получать каждую секунду. Высокая частота кадров требуется для динамических приложений, чтобы правильно захватывать быстрое движение, тогда как низкая частота кадров достаточна для статических сценариев.

• Типы затворов

  Камеры машинного зрения обычно используют два типа затворов — глобальный и скользящий. Глобальные затворы одновременно захватывают все пиксели датчика, чтобы зафиксировать быстрое движение, тогда как скользящие затворы захватывают пиксели последовательно и используются только для нечувствительных к времени приложений.

• Триггер

  Камеры машинного зрения предлагают внешние и внутренние варианты триггера. Внутренний триггер запускает захват изображения с заданной частотой кадров, тогда как внешний триггер захватывает изображения в ответ на внешнее событие или сигнал, обеспечивая точную синхронизацию для приложений, чувствительных ко времени.

• Оптические интерфейсы

  Камеры зрения имеют множество оптических интерфейсов, таких как резьбовые (C-mount, CS-mount) и байонетные (F-mount, EF-mount) крепления, для подключения объективов. Эти интерфейсы позволяют камерам использовать различные объективы для фокусировки на определенных объектах или сценах.

• Подключение

  Различные варианты подключения, такие как USB, Ethernet, GigE, FireWire и Camera Link, позволяют камерам машинного зрения передавать изображения на устройства хранения или обработки и взаимодействовать с другими компонентами системы.

• Прочная конструкция

  Камеры машинного зрения имеют прочную конструкцию, чтобы выдерживать требования промышленных условий. Они имеют прочные корпуса и могут быть водонепроницаемыми, пылезащищенными или водостойкими, чтобы обеспечить долгосрочную работу и надежность в суровых условиях.

Области применения камер машинного зрения

Камеры машинного зрения имеют широкий спектр применения в различных отраслях.

• Производство и контроль качества

  Камера машинного зрения для продажи широко используется в производстве для осмотра и измерения деталей, чтобы убедиться, что они соответствуют требуемым стандартам. Она может проверять наличие дефектов, таких как трещины, несоответствие и неправильные формы. Камера также может отслеживать процессы сборки, проверяя, правильно ли расположены и соединены компоненты. Кроме того, камеры машинного зрения измеряют различные атрибуты, такие как размеры, углы и расстояния, чтобы подтвердить, что детали находятся в пределах заданных допусков. Они также могут идентифицировать любые дефектные изделия во время производства, что позволяет их удалять до дальнейшей обработки или отгрузки.

• Робототехника и автоматизация

  Камеры машинного зрения играют решающую роль в том, чтобы роботы могли воспринимать и понимать свое окружение. Используя монтажную камеру зрения для создания визуального представления рабочей зоны, роботы могут точно обнаруживать, локализовать и захватывать объекты. Машинное зрение также позволяет отслеживать производственные линии в режиме реального времени, помогая отслеживать положение и состояние различных предметов. С помощью этой информации можно вносить коррективы, чтобы предотвратить узкие места и обеспечить бесперебойную работу.

• Здравоохранение и биомедицина

  В здравоохранении высокоскоростная камера машинного зрения захватывает детальные изображения для точной диагностики. Она помогает в раннем выявлении заболеваний с помощью цифровой патологии и биопсии предстательной железы. Во время операций камера, интегрированная с эндоскопами, обеспечивает увеличенное изображение, направляя хирургов и минимизируя риски инвазивных процедур. После операции камера помогает отслеживать заживление с помощью своих возможностей высококачественного изображения.

• Аэрокосмическая, автомобильная и оборонная отрасли

  В аэрокосмической отрасли камера машинного зрения контролирует производство и сборку жизненно важных компонентов, чтобы убедиться, что они соответствуют строгим стандартам качества и безопасности. Эти камеры могут проверять детали на наличие дефектов и подтверждать, что они соответствуют требуемым размерам. В автомобильной промышленности высокоскоростные камеры машинного зрения широко используются для осмотра различных деталей, таких как сварные швы, поверхности и соединения, чтобы обнаружить любые дефекты перед сборкой. Они также играют решающую роль в реализации систем помощи водителю (ADAS), распознавая объекты, положение полосы движения и дорожные знаки.

• Логистика, обработка продуктов питания и видеонаблюдение

  Камеры машинного зрения помогают в идентификации и отслеживании товаров по мере их перемещения через различные этапы хранения и распределения. Они могут автоматически считывать штрих-коды и QR-коды или проверять, находятся ли товары в правильном месте. Эти камеры также повышают безопасность систем видеонаблюдения, обеспечивая высококачественное наблюдение в режиме реального времени. Они могут обнаруживать и отслеживать любые подозрительные действия, обеспечивая безопасность складов и распределительных центров.

Как выбрать камеры машинного зрения

Знание того, как выбрать камеру машинного зрения, которая соответствует конкретным требованиям проекта, имеет решающее значение. Вот ключевые факторы, которые следует учитывать при выборе камеры машинного зрения;

• Размер датчика камеры: Размер датчика камеры оказывает значительное влияние на размер и разрешение системы зрения. Более крупный датчик означает более крупные пиксели, что приводит к лучшим изображениям. Кроме того, более крупные датчики могут захватывать больше света, что делает их отличным выбором для использования в условиях слабого освещения.
• Питание по Ethernet (POE): Камеры машинного зрения с поддержкой POE используют кабель Ethernet для передачи питания и данных. Они просты в установке и предлагают высокую пропускную способность, что позволяет пользователям отправлять и получать данные без ущерба для качества сигнала.
• Многокамерные системы: Некоторые сложные промышленные приложения могут потребовать нескольких камер машинного зрения, чтобы получить различные виды объекта, подвергающегося инспекции. В таких случаях использование синхронизированных камер может быть более эффективным, чем система с одной камерой. Важно выбирать камеры, совместимые с многокамерными установками и функциями синхронизации.
• Интерфейс сбора изображений: При покупке камеры машинного зрения важно уделить внимание интерфейсу сбора изображений. Разные типы интерфейсов имеют различную пропускную способность и совместимость с различными компьютерами или процессорными устройствами. Например, USB-камеры предлагают простоту подключения, а камеры на основе Ethernet обеспечивают гибкость при развертывании на больших расстояниях.
• Корпус IP67: Корпус IP67 защищает камеру машинного зрения от проникновения пыли и воды во время работы. Камеры с корпусом IP67 идеально подходят для использования на производственных предприятиях, перерабатывающих заводах или в других рабочих средах с высоким уровнем пыли и влаги.
• Расширенный температурный диапазон: Расширенный температурный диапазон имеет решающее значение для машинного зрения в суровых условиях с экстремальными температурами. Камера машинного зрения с расширенным температурным диапазоном может эффективно работать при температуре от -40 до 80 °C, не снижая производительность или надежность.

В & О

В: В каких отраслях могут быть полезны камеры машинного зрения?

О: Камера машинного зрения полезна в различных секторах, таких как производство, автомобилестроение, биотехнологии, электроника и производство потребительских товаров.

В: В чем преимущества использования камеры машинного зрения в контроле качества?

О: Это позволяет проводить более быстрые и точные проверки, снижая количество ошибок, допускаемых человеком, и обеспечивая согласованные измерения. Это помогает поддерживать и улучшать стандарты качества продукции, одновременно снижая затраты и повышая прибыльность.

В: Какую роль играет освещение в системах машинного зрения?

О: Правильное освещение улучшает обнаружение дефектов и повышает качество обработки изображений. Чтобы обеспечить надежные результаты, необходимо создавать подходящие условия освещения для конкретного приложения.

В: Как интегрировать камеру машинного зрения в производственную линию?

О: Сначала определите цель приложения и выберите тип камеры и совместимые компоненты. Затем установите камеру и ее компоненты и создайте/внедрите схему освещения. Далее приобретайте и обрабатывайте изображения с помощью программного обеспечения для машинного зрения и интегрируйте систему с другим оборудованием или программным обеспечением. Наконец, проведите валидацию и оптимизацию системы перед развертыванием системы и проведением обучения персонала.