Что такое промышленная камера?Промышленная камера — ключевой компонент системы машинного зрения, ее основная функция — преобразование световых сигналов в упорядоченные электрические сигналы. Выбор правильной камеры также является важным аспектом проектирования системы машинного зрения. Выбор камеры напрямую определяет не только разрешение и качество получаемых изображений, но и общую работу системы. Ниже мы подробно познакомим вас с внешним видом промышленных камер.
Функциональность и адаптация промышленных камер к окружающей среде
Являясь «глазами» систем машинного зрения, промышленные камеры должны не только обеспечивать высокую-точность изображения, но и обладать высокой способностью адаптироваться к окружающей среде для удовлетворения потребностей различных сложных производственных сред.
С точки зрения функциональных характеристик разрешение, глубина пикселей и частота кадров составляют основной «железный треугольник» параметров промышленных камер.
При контроле прецизионных заготовок для обеспечения точного контроля необходима камера с соответствующим количеством пикселей. На высокоскоростных-производственных линиях для съемки быстро движущихся объектов требуется глобальный затвор и система сбора данных с высокой частотой кадров, чтобы избежать размытия изображения.
В одном проекте проверки автомобильных деталей 5-мегапиксельная матричная камера в сочетании с технологией визуализации с высоким динамическим диапазоном HDR успешно зафиксировала мельчайшую деформацию 0,02 мм на металлической детали автомобильной двери, предоставив важные данные для последующего контроля качества сборки.
Что касается адаптации к окружающей среде, то проектирование структурной защиты является ключом к обеспечению долгосрочной-стабильной работы промышленных камер.
Например, на сборочной линии SMT компании-производителя электроники используются промышленные камеры со степенью защиты IP67-. Благодаря кольцевым уплотнениям-кольцевым уплотнениям и трех-защитному покрытию он достиг рекордных 8000 часов непрерывной-безаварийной работы в среде с высоким-запылением. В средах с высокой-вибрацией, например в оборудовании для проверки фотоэлектрических модулей, камеры с помощью амортизирующих-кронштейнов и плавающих шарнирных конструкций поддерживают точность позиционирования на суб-уровне при частотах вибрации 10–500 Гц, что значительно повышает стабильность проверки.
Промышленные камеры с их прочной конструкцией, короткой выдержкой и высокой частотой кадров могут обеспечивать четкое и стабильное изображение на высокоскоростных-производственных линиях, в сложных условиях освещения и в экстремальных условиях, обеспечивая поистине надежную работу промышленного-уровня.
Интеллектуальные инновации во взаимодействии с камерой
В новом оборудовании для тестирования энергетических батарей 7-чувствительный к давлению-сенсорный экран в сочетании с алгоритмом защиты от ошибочного касания обеспечивает уровень распознавания 98 % даже при ношении толстых перчаток.
В автомобильных сварочных цехах промышленные камеры со встроенными чипами NFC позволяют настраивать параметры «в одно-прикосновение», сокращая время настройки оборудования с 2 часов до 15 минут.
Эти интеллектуальные интерактивные конструкции значительно сокращают коммуникационные барьеры между человеком и машиной, позволяя оборудованию промышленного машинного зрения постепенно приобретать «самообучающиеся» и «адаптивные» характеристики, что способствует быстрому развертыванию интеллектуальных заводов.
Визуальные датчики расширяют возможности интеллектуальных роботов
Визуальные датчики являются основным компонентом систем машинного зрения, задача которого — дать машинам возможность «понимать мир».
Люди получают примерно 80 % информации посредством зрения, и будущие роботы также будут полагаться на зрительные системы для восприятия и-принятия решений. В настоящее время большинство роботов-гуманоидов используют решения трехмерного зрения для достижения восприятия окружающей среды, пространственной локализации и взаимодействия человека с роботом.
По мере расширения приложений роботов технологии трехмерного визуального восприятия (такие как время--полета (TOF), бинокулярное стереозрение и структурированный свет) постепенно заменят решения с одной-камерой, предоставляя роботам более широкие возможности понимания окружающей среды в динамичных пространствах.
От 2D к 3D: путь к визуальным обновлениям
Традиционные системы 2D-видения получают текстуры поверхности с помощью камер RGB, но не имеют информации о глубине; С другой стороны, технология 3D-видения обеспечивает полную реконструкцию пространственных структур за счет восприятия глубины.
По сравнению с 2D-изображением, 3D-зрение предоставляет более подробную информацию о размерах, позволяя устройствам выполнять точное позиционирование, пространственные измерения и сложное распознавание. В будущем 3D-видение станет основным направлением в интеллектуальном производстве, навигации роботов и автоматизированном контроле.
Встроенный искусственный интеллект обеспечивает высокую эффективность
В логистических, сортировочных и производственных средах встроенные ускорители искусственного интеллекта расширяют возможности камер с-возможностями вывода данных на месте. В одной системе логистической сортировки промышленная камера, оснащенная ускорителем искусственного интеллекта, обеспечила параллельную обработку распознавания штрих-кода и измерения объема, сократив задержку обработки примерно с 300 мс до 22 мс, что значительно повысило эффективность сортировки. В области полупроводников устройство для проверки пластин установило на камеру легкую модель CNN, что повысило точность классификации дефектов до 99,98 %, что значительно повысило производительность и надежность проверки.
Миниатюризация: маленький размер, большая мощность
Миниатюрные датчики и передовые технологии упаковки расширяют границы применения камер. Одна эндоскопическая камера для осмотра, использующая сложную технологию CMOS, уменьшила размер сенсора до 1/1,8 дюйма, одновременно увеличив динамический диапазон до 120 дБ. В аэрокосмической и спутниковой инспекции некоторые продукты сжимают размер камеры до размера спичечного коробка, но при этом обеспечивают точность повторяемости уровня 5 мкм-, что подтверждает инженерную осуществимость миниатюрной конструкции в экстремальных условиях.
Мультиспектральная визуализация и объединение спектров
Полосы света за пределами видимого спектра широко применяются в промышленности. Система сортировки фруктов и овощей объединяет модули визуализации видимого света, ближнего-инфракрасного диапазона и флуоресценции, используя алгоритм спектрального слияния для одновременного определения содержания сахара, твердости и поверхностных/внутренних дефектов. В рамках проекта по восстановлению культурных реликвий двойная модальная камера УФ-Вид с двойным-модом успешно запечатлела следы реставрации на уровне 0,1 мм, продемонстрировав огромный потенциал спектральной визуализации в специализированных сценариях.
Сценарии применения становятся все глубже
Промышленное видение развивается от одноточечного контроля к сетевым и замкнутым-системам. В цехе сборки автомобилей 50 промышленных камер и периферийных вычислительных узлов совместно образуют сеть визуального контроля, позволяющую отслеживать-в режиме реального времени 1200 точек контроля на каждый автомобиль, при этом уровень обнаружения проблем с качеством достигает 99,9 %. На линии по производству аккумуляторных батарей глубокая интеграция камер с MES (системой управления производством) позволила самостоятельно-оптимизировать параметры процесса качества сварки, повысить производительность на 2,3 %, продемонстрировав повышение ценности визуального контроля до уровня интеллектуального принятия решений-.
Конструкция будущих промышленных камер должна обеспечивать динамический баланс между оптическими характеристиками, адаптацией к окружающей среде и взаимодействием человека и машины: она должна отвечать строгим требованиям точности и надежности в промышленных условиях, а также поддерживать новые ожидания интеллектуального производства в отношении гибкости и передового интеллекта. Благодаря постоянным прорывам в области материаловедения, микро-нанопроизводства и алгоритмов искусственного интеллекта,Промышленные камерыстанет ключевым узлом, соединяющим физический мир и цифровых двойников, постоянно направляя обрабатывающую промышленность к более разумному и эффективному будущему.
