Megapiksler er ikke den eneste vurderingen når du velger en USB-kameramodul for industriell inspeksjon. Kameraet i et maskinsynssystem må opprettholde jevn bildeutgang med nødvendig hastighet samtidig som det fanger opp tilstrekkelige detaljer for inspeksjonsalgoritmen. Resultatet påvirkes av en rekke faktorer, inkludert oppløsning, objektivvalg, arbeidsavstand, belysning, lukkeroppførsel, grensesnittbåndbredde og bildebehandling.
En 2MP kameramodul med riktig linse og kontrollert belysning kan gi tilstrekkelig bildeklarhet for visse inspeksjonsaktiviteter. En 5MP-, 8MP- eller 4K-kameramodul kan være mer egnet for applikasjoner som krever mer måleinformasjon, bredere synsfelt eller færre feil. Å starte med inspeksjonsmålet og jobbe deg ned til kameraoppsettet er en å foretrekke strategi.
Hvorfor USB-kameramoduler brukes i industriell inspeksjon
Repeterbar bildeinnsamling er nødvendig for industrielle inspeksjonssystemer. Et inspeksjonskamera, i motsetning til et webkamera for generell-bruk, velges vanligvis som en komponent i et helt bildesystem som består av sensor, linse, belysning, prosesseringsplattform og mekanisk konstruksjon.
Når inspeksjonssystemet er direkte koblet til en industriell PC, innebygd datamaskin, edge AI-plattform eller annen USB-vert, er USB-kameramoduler spesielt nyttige. Fordi kameraet kan identifiseres som en typisk USB-bildeenhet på kompatible operativsystemer, kan UVC-kompatible design også gjøre programvareintegrasjon enklere.
Typiske industrielle inspeksjonsapplikasjoner
- Deteksjon av overflatedefekter
- PCB og elektronisk komponentinspeksjon
- Del tilstedeværelse og posisjonsverifisering
- Strekkode- og QR-kodeinspeksjon
- Dimensjons- og innrettingsinspeksjon
- Inspeksjon av emballasje og etikett
- Robotsyn og automatisert sortering
Oppløsning: Er 2MP nok for industriell inspeksjon?
Det er ingen universelle oppløsningskrav for maskinsyn. Det riktige valget avhenger hovedsakelig av størrelsen på funksjonen som må oppdages og hvor mye av objektet som må passe inn i ett bilde.
A 2 MP kameramodulgir 1920 × 1080 bildeutgang i mange vanlige konfigurasjoner. Dette kan være tilstrekkelig for applikasjoner som tilstedeværelsesdeteksjon, grunnleggende overflateinspeksjon, posisjonering, OCR, strekkodegjenkjenning og overvåking av større komponenter.
Hvis inspeksjonsmålet inneholder svært små defekter eller fine strukturer, kan økende oppløsning gi flere piksler over målet. Høyere oppløsning øker imidlertid også datavolumet og kan kreve mer prosesseringsevne, lagringsbåndbredde og passende optikk.
En praktisk valgmetode for oppløsning
I stedet for å spørre "Hva er den høyeste tilgjengelige oppløsningen?", start med tre spørsmål:
- Hva er den minste defekten eller funksjonen som må oppdages?
- Hvor stort er inspeksjonsområdet i en ramme?
- Hvor mye behandlingstid er tilgjengelig for hvert tatt bilde?
For et kostnadssensitivt inspeksjonssystem kan det være mer praktisk å optimalisere kombinasjonen av linse, arbeidsavstand, belysning og sensor før du går direkte til en mye høyere oppløsning.
For applikasjoner der 1080P-bildebehandling er tilstrekkelig, kan du se gjennom2MP GC2093 kameramodulsom et mulig utgangspunkt.
Bildeklarhet avhenger av mer enn sensoren
Ved industriell inspeksjon er bildeklarhet resultatet av den komplette optiske banen. En høy-megapikselsensor kan ikke kompensere for dårlig linsetilpasning, feil fokus, utilstrekkelig belysning eller overdreven bevegelsesuskarphet.
Sensor
Bildesensoren bestemmer faktorer som oppløsning, pikselstørrelse, følsomhet, dynamisk område og avlesningsegenskaper. Sensorvalg bør samsvare med inspeksjonshastigheten og lysmiljøet i stedet for kun å være basert på antall piksler.
Linse
Objektivet bestemmer synsfelt, brennvidde, arbeidsavstand, forvrengning og hvor effektivt sensoroppløsningen kan brukes. For industriell inspeksjon bør linsevalg gjøres sammen med sensoren.
Belysning
Selv en kameramodul- av høy kvalitet kan gi dårlige inspeksjonsresultater hvis målet er dårlig opplyst. Ringlys, barlys, bakgrunnslys, diffust lys og IR-belysning kan velges i henhold til overflate- og defektegenskapene.
Eksponering og bevegelse
Når objekter beveger seg langs en transportør, påvirker eksponeringstiden direkte bevegelsesuskarphet. Hvis inspeksjonen krever presis kantdeteksjon eller måling, kan kortere eksponeringstid og passende belysning være viktigere enn bare å øke oppløsningen.
Når bør du velge en Global Shutter-kameramodul?
For stasjonære inspeksjonsmål kan en konvensjonell rullelukkersensor være tilstrekkelig. Imidlertid kan bevegelige objekter introdusere geometrisk forvrengning fordi forskjellige rader av sensoren blir eksponert på litt forskjellige tidspunkter.
A global lukkerkameramodulfanger bildet mer jevnt over sensoren, noe som gjør denne arkitekturen nyttig for raskt-bevegelige objekter, robotbevegelser, transportørinspeksjon, sporing og måleapplikasjoner der bevegelsesforvrengning kan påvirke resultatet.
For applikasjoner med høy-maskinsyn, enOV9281 global lukkerkameramodulkan vurderes når applikasjonen drar nytte av global lukkeravbildning og høye bildefrekvenser.
USB 2.0 eller USB 3.0 for industriell inspeksjon?
Oppløsning, bildefrekvens, komprimeringsformat, kabellengde og vertsbehandlingsbehov bør alle tas i betraktning når du velger et grensesnitt.
For mange 1080P inspeksjonssystemer med moderate båndbreddekrav kan USB 2.0 være mulig. USB 3.0 kan tilby mer kapasitet for systemintegrasjon for applikasjoner som krever større bildedatastrømmer, høyere bildefrekvens eller bildebehandling med høyere oppløsning.
Derfor, i stedet for å bli betraktet som en egen spesifikasjon, bør grensesnittvalget velges sammen med nødvendig oppløsning og bildefrekvens.
Industriell inspeksjon kameramodulvalg: en ingeniørs tilnærming
En praktisk utvelgelsesprosess kan forenkles i følgende trinn.
Trinn 1: Definer inspeksjonsmålet
Identifiser den minste funksjonen eller defekten som må oppdages. Dette bestemmer hvor mye nyttig pikselinformasjon som kreves.
Trinn 2: Definer synsfeltet
Bestem hele området som må vises i én ramme. Et bredere synsfelt kan kreve en bredere-vinkellinse, mens et lite inspeksjonsområde kan ha nytte av en lengre brennvidde.
Trinn 3: Sjekk objektbevegelse
Hvis målet beveger seg raskt, bør du vurdere bildefrekvens, eksponeringstid og globale lukkeregenskaper. For stasjonære objekter kan disse kravene være mindre krevende.
Trinn 4: Evaluer belysning
Bestem om inspeksjonsmiljøet bruker naturlig lys, kontrollert LED-belysning, bakgrunnsbelysning eller infrarød belysning. Stabil belysning forbedrer vanligvis inspeksjonskonsistensen mer effektivt enn å bare øke kameraoppløsningen.
Trinn 5: Match grensesnittet og prosesseringsplattformen
Bekreft USB-grensesnitt, utdataformat, bildefrekvens, operativsystem, innebygd plattform og tilgjengelig behandlingsbåndbredde før du fullfører kameramodulen.
Trinn 6: Valider en ekte prøve
Den endelige avgjørelsen bør ideelt sett verifiseres med faktiske inspeksjonsprøver. Et kamera som fungerer godt i et spesifikasjonsark kan fortsatt kreve en annen linse, eksponeringsinnstilling eller lyskonfigurasjon når det først er installert på produksjonslinjen.
Tilpassede USB-kameramoduler for industriell inspeksjon
Industrielle inspeksjonssystemer har ofte mekaniske og optiske begrensninger som standard kameramoduler ikke kan tilfredsstille fullt ut. PCB-formen, kontaktposisjonen, kabellengden, linsen, sensoren, IR-filteret og huset må kanskje justeres rundt maskinstrukturen.
TUXI tilbyr USB-kameramodulløsninger som dekker ulike sensoroppløsninger og optiske konfigurasjoner, med OEM- og ODM-tilpasning tilgjengelig for applikasjonsspesifikke-krav. Avhengig av prosjektet kan kameramodulen utvikles rundt den nødvendige sensoren, objektivet, PCB-dimensjonene, kontakten, kabelen og bildeytelsen.
For et bredere utvalg av sensor- og grensesnittalternativer, se vårUSB-kameramodulløsninger.
Konklusjon
Å velge en USB-kameramodul for industriell inspeksjon er for det meste et system-samsvarsproblem. Selv om det bare er ett ledd i bildebehandlingskjeden, er oppløsningen avgjørende.
En godt-tilpasset 2 MP-kameramodul kan tilby nok bildeklarhet til en rimelig pris for visse applikasjoner. En 5MP-, 8MP- eller 4K-løsning ville være bedre egnet for mer detaljert undersøkelse. Global lukker og høy bildefrekvens kan være mer avgjørende enn flere megapiksler når målet beveger seg raskt.
Den mest pålitelige metoden er å velge sensor og optikk basert på inspeksjonsmål, synsfelt, arbeidsavstand, bevegelse, belysning og behandlingsbehov.
