Az ipari automatizálás és az intelligens ellenőrzés során a - szintű kamerák, mint a látási rendszerek alapérzékelői, nélkülözhetetlen technológiává váltak a modern gyártási és ellenőrzési folyamatokban, kompakt tervezésüknek, rugalmas integrációs képességeiknek és a teljesítmény folyamatosan javításának köszönhetően. A hagyományos dobozkamerákhoz képest a - szintű kamerák a moduláris kialakítást használják a képérzékelők, a képjel -processzorok (ISP -k) és az alapvető áramkörök integrálására egy kis áramköri lapra. Ezek az integrált áramkörök közvetlenül beágyazhatók az eszköz alaplapjába vagy látásmoduljába, hatékonyabb megoldást biztosítva a végfelhasználók számára. Ez a cikk három szempontból elemzi a - szintű kamerák funkcionális alapját: funkcionális architektúra, műszaki jellemzők és tipikus alkalmazás forgatókönyvek.
1. alapvető funkcionális architektúra: integrált tervezés a képszerzéstől az előfeldolgozásig
A - szintű kamera funkcionális megvalósítása a "hatékony képalkotás" alapvető célja körül forog. Alapvető architektúrája általában három kulcsmodulból áll: a képérzékelőből, a jelfeldolgozó egységből és az interfész átviteli rétegből.
Először is, a képérzékelő a kamera "vizuális idege", amely felelős az optikai jelek elektromos jelekké történő átalakításáért. Jelenleg a mainstream tábla - szintű kamerák többnyire CMOS (komplementer fém -oxid félvezető) érzékelőket használnak. Az alacsony energiafogyasztásuk, a magas integráció és a gyors leolvasási sebesség különösen alkalmas az ipari forgatókönyvekhez, amelyek magas valós - időteljesítményt igényelnek, például magas - sebességgyártási vonal ellenőrzését. Néhány magas - végmodell globális redőny -CMOS -érzékelőket használ, amelyek hatékonyan elkerülik a mozgó objektumok kenetét és biztosítják a dinamikus célok világos képeit.
Másodszor, a jelfeldolgozó egység (ISP) az "Optimizer" szerepét játssza a képminőség szempontjából. Az ISP chip vagy az FPGA (Field Programmable Gate tömb) áramkörbe beépített áramkör a - szintű kamerákban valós - A nyers érzékelő adatait, beleértve az automatikus fehér kiegyensúlyozást (AWB), az automatikus expozícióvezérlést (AEC), a zajcsökkentést (például a 3D zajcsökkentő Algorithms) és a színjavítást. Ezek a funkciók nemcsak javítják a képkontrasztot és a tisztaságot, hanem magas - minőségi adatforrást is biztosítanak a későbbi szoftver elemzéshez szabványosított kimeneti formátumokon keresztül (például a RAW8/10/11 és a Bayer RGGB).
Végül, az interfész transzportréteg meghatározza a kamera és a gazdagép -vezérlő rendszer közötti adatcserének hatékonyságát. A közös interfésztípusok közé tartozik a MIPI CSI - 2 (mobil ipari processzor interfész), LVD -k (alacsony feszültségű differenciáljelzés) és USB 3.0/3.1. A MIPI CSI - 2 az előnyben részesített választás a beágyazott látási rendszereknél, alacsony késés és magas sávszélesség miatt. Az USB -t viszont széles körben használják a - méretű ellenőrző berendezésben a - és a - játék kényelme miatt. Néhány magas - end tábla - szintű kamerák szintén támogatják a Gige Vision vagy a CoAxPress protokollokat, megfelelnek a hosszú távú, multi-kamera szinkronizálás nagy átviteli követelményeinek.
2. Fő technikai jellemzők: A különféle ipari forgatókönyvek alapjául szolgáló támogatás
A - szintű kamerák funkcionális előnyei nemcsak az alapvető architektúrájukban rejlenek, hanem egy olyan testreszabott műszaki jellemzők sorozatában is, amelyek az integrációs forgatókönyvekben a hagyományos kamerák fájdalompontjaival foglalkoznak.
Először is, miniatürizálásuk és alacsony energiafogyasztásuk. A Board - szintű kamerák kiküszöbölik a házat, a független tápegységet és a box - típusú kamerákat, lehetővé téve az általános méretek csökkentését 10 mm x 10 mm -re. Az energiafogyasztás általában 500 MW alatt van, így különösen alkalmassá teszi őket a - érzékeny beágyazott eszközökre, például a drón látásmodulokra és az orvosi endoszkóp képalkotó egységekre.
Másodszor, rugalmas érzékelő konfigurációja. Az alkalmazási követelményektől függően a - szintű kamerák a - különféle specifikációkkal rendelkező képérzékelőkkel felszerelhetők a - szintű modellekből, VGA (640 × 480) felbontásból a globális redőnyérzékelőkhöz, több mint 50 megapixelével. Ezek az érzékelők a forgatókönyvek teljes skáláját fedik le, az egyszerű vonalkód -felismeréstől a magas - precíziós mérésig. Például a félvezető ostya -ellenőrzés során a magas - felbontási kártya - szintű kamerák kimutathatják a mikron - szintű forrasztási közös hibákat; Míg a logisztikai válogatásban az alacsony - felbontás, a magas - sebességű kamerák másodpercenként több száz képkockával azonosíthatják a csomagcímkéket.
Harmadszor, továbbfejlesztett környezeti alkalmazkodóképesség. A rezgés, az elektromágneses interferencia, valamint a hőmérsékleti és páratartalom ingadozásainak ellenállása az ipari körülmények között a - szintű kamerák tipikusan használják a robusztus PCB -terveket (például a merítés aranyfeldolgozását és a kanyar - ellenálló nyomokat), és támogassák a széles működési hőmérsékleti tartományt (- 30 fokig 85 fokos). Egyes modellek integrálják a hardver trigger bemeneti/kimeneti interfészeket is, lehetővé téve a szinkronizálást a PLC-kkel (programozható logikai vezérlők) vagy a robotkarokkal, biztosítva a célmomentum pontos rögzítését a nagysebességű összeszerelő vonalakban.
3. Tipikus alkalmazási forgatókönyvek: behatolás a hagyományos gyártástól a feltörekvő mezőkig
A - szintű kamerák funkcionális alapja határozza meg széles körű alkalmazkodóképességüket, amely jelenleg a következő három területre koncentrálódik:
• Ipari ellenőrzés: Az elektronikus alkatrészek összeszerelésében (például a PCB forrasztás ellenőrzése), a precíziós megmunkálás (például a sebességváltó felületi hibák észlelése) és A kézi vizuális ellenőrzés hatékonysága és hibái.
• Intelligens szállítás: A járműben - szerelt surround - View rendszerek, elektronikus rendõrségi kamerák és parkoló -rendszám -felismerési terminálok, a - szintű kamerák miniatürizálása lehetővé teszi számukra, hogy elrejtsék a visszapillantó tükrökben vagy a szélvédő belső részén. A széles dinamikus tartomány (WDR) technológiával kombinálva egyértelműen rögzíthetik a rendszámtáblákat és a gyalogos információkat is erős háttérvilágításban.
• Orvosi és tudományos kutatás: Az endoszkópos képalkotás, a mikroszkóp digitális akvizíció és a laboratóriumi automatizálási berendezések, - szintű kamerák, alacsony - zajukkal, magas - érzékenységi érzékelőkkel egyértelműen ábrázolhatják a részleteket a sejtszerkezetekben vagy a szöveti szakaszokban, az orvosi diagnózishoz és a biológiai kutatáshoz.
Következtetés
Mivel az ipari látásrendszerek "szeme" a - szintű kamerák kibővítették funkcionális képességeiket az egyszerű képszerzésről az integrált jelfeldolgozásra, a környezeti adaptációra és az intelligens interakcióra. A CMOS -érzékelő technológia (például a - megvilágított struktúrák) és az AI algoritmusok mély integrációjával a képérzékelőkbe (például az automatikus hibás osztályozás), a- szintű kamerák mély integrációjával (például az automatikus hibás osztályozás) továbbfejlesztésével tovább fejlődnek a kisebb, erőteljesebb és smarter tulajdonságok felé. Az iparági résztvevők számára a - szintű kamerák funkcionális tulajdonságainak mély megértése kulcsfontosságú kiindulási pont a következő - generációs Vision Solutions fejlesztéséhez.
