Tööstusliku automatiseerimise ja intelligentse kontrolli käigus on juhatus - tasemekaamerad kui nägemissüsteemide põhiandurid muutunud tänapäevastes tootmis- ja kontrolliprotsessides hädavajalikuks tehnoloogiaks tänu nende kompaktsele kujundusele, paindlikule integreerimisvõimalustele ja pidevalt parandavatele jõudlustele. Võrreldes traditsiooniliste kastikaameratega, kasutavad laud - tasemekaamerad modulaarset kujundust, et integreerida pildiandurid, pildisignaaliprotsessorid (ISP) ja põhiskeemi väikesele vooluahelale. Neid integreeritud vooluahelaid saab otse manustada seadme emaplaadi või nägemismoodulisse, pakkudes lõpprakenduste jaoks tõhusamat lahendust. Selles artiklis analüüsitakse juhatuse - tasemekaamerate funktsionaalset alust kolmest vaatenurgast: funktsionaalne arhitektuur, tehnilised omadused ja tüüpilised rakenduse stsenaariumid.
1. põhifunktsionaalne arhitektuur: integreeritud kujundus pildi omandamisest kuni eeltöötluseni
Tahvli - taseme kaamera funktsionaalne rakendamine keerleb "tõhusa pildistamise" põhieesmärgi ümber. Selle põhiarhitektuur koosneb tavaliselt kolmest võtmemoodulist: pildisensorist, signaalitöötluse seadmest ja liidese ülekandekihist.
Esiteks on pildiandur kaamera "visuaalne närv", mis vastutab optiliste signaalide elektrilisteks signaalideks teisendamise eest. Praegu kasutavad peavooluplaat - tasemekaamerad enamasti CMOS (täiendavad metallioksiidi pooljuht) andurid. Nende väike energiatarve, kõrge integratsioon ja kiire lugemiskiirus muudavad need eriti sobivaks tööstusstsenaariumide jaoks, mis nõuavad kõrge reaalse - aja jõudlust, näiteks kõrge - kiiruse tootmisliini kontroll. Mõned kõrged - lõppmudelid kasutavad globaalseid katiku CMOS -andureid, mis väldivad tegelikult liikuvate objektide määrdumist ja tagavad dünaamiliste sihtmärkide selged pildid.
Teiseks mängib signaalitöötluse üksus (ISP) "optimeerija" rolli pildikvaliteedi jaoks. ISP -kiip või FPGA (välja programmeeritav väravamassiiv) vooluringid, mis on sisse ehitatud lauale - tasemekaamerad, teostab reaalseid - töötlemata andurite andmete ajaliselt töötlemine, sealhulgas automaatne valge tasakaalustamine (AWB), automaatne kokkupuutejuhtimine (AEC), näiteks 3D -NOSE vähendamise Algoritmid) ja värvi korrektsioone). Need funktsioonid mitte ainult ei suurenda pildi kontrasti ja selgust, vaid pakuvad ka kõrge - kvaliteetse andmeallika standardiseeritud väljundvormingute kaudu (näiteks RAW8/10/12 ja Bayer RGGB).
Lõpuks määrab liidese transpordikiht andmevahetuse tõhususe kaamera ja hosti juhtimissüsteemi vahel. Tavaliste liidese tüüpide hulka kuuluvad Mipi CSI - 2 (mobiilse tööstuse töötleja liides), LVD -d (väikepinge diferentsiaalsignaalimine) ja USB 3.0/3.1. Mipi CSI - 2 on manustatud nägemissüsteemide eelistatud valik tänu madala latentsusaja ja suure ribalaiuse tõttu. USB -d seevastu kasutatakse laialdaselt väikeste ja keskmise - kontrollimisseadmena selle pistiku - ja - mängu mugavuse tõttu. Mõned kõrged - lõpptahvel - tasemekaamerad toetavad ka Gige Vision või CoaxPressi protokolle, vastates pikamaa-mitme kaamera sünkroniseerimise suure läbilaskevõime nõuetele.
2. peamised tehnilised omadused: erinevate tööstusstsenaariumide aluseks olev tugi
Tahvli - tasemekaamerate funktsionaalsed eelised ei kuulu mitte ainult nende põhilise arhitektuuri, vaid ka kohandatud tehniliste funktsioonide seerias, mis käsitlevad traditsiooniliste kaamerate valupunkte integratsioonistsenaariumide korral.
Esiteks nende miniaturiseerimine ja väike energiatarve. Laud - tasemekaamerad kõrvaldavad kasti - tüüpi kaamerate korpuse, sõltumatu toiteallika ja keeruka juhtmestiku, võimaldades üldisi mõõtmeid vähendada alla 10 mm x 10 mm. Elektrienergia on tavaliselt alla 500MW, muutes need eriti sobivaks ruumi - tundlike manustatud seadmete, näiteks droonide nägemise moodulite ja meditsiinilise endoskoobi pildiseadme jaoks.
Teiseks, paindlik anduri konfiguratsioon. Sõltuvalt rakendusnõuetest saab plaadi - tasemekaameraid varustada erinevate spetsifikatsioonidega kujutiseanduritega - sisestusest - taseme mudelitega VGA (640 × 480) eraldusvõimega globaalsetesse sistikutesse, kus on üle 50 megapiksli. Need andurid hõlmavad täielikku stsenaariumi, alates lihtsast vöötkoodi äratundmisest kuni kõrge - täpsuse mõõtmete mõõtmiseni. Näiteks pooljuhtide vahvli kontrollimisel suudavad kõrge - eraldusvõime laud - tasemekaamerad tuvastada Micron - taseme jooteühiskonna defektid; Logistika sortimisel olles madal - eraldusvõime, saavad kõrge - kiiruskaamerad tuvastada paketi sildid sadade kaadrite sekundis.
Kolmanda, täiustatud keskkonna kohanemisvõime. Vibratsioonile, elektromagnetilisele häiretele ning temperatuuri ja õhuniiskuse kõikumistele tööstuslikes seadistustes kasutavad laud - tasemekaamerad tavaliselt karmi PCB -disainilahendusi (näiteks kümblustümbrist kuld töötlemine ja painutamine - resistentsed jäljed) ja toetavad laia töötemperatuuri vahemikku ({{6} 30 kraadi). Mõned mudelid integreerivad ka riistvara päästiku sisend-/väljundliidesed, võimaldades sünkroonimist PLC-dega (programmeeritavad loogikakontrollerid) või robotrelvadega, tagades sihtmomendi täpse hõivamise kiiretes monteerimisliinides.
3. Tüüpilised rakenduse stsenaariumid: tungimine traditsioonilisest tootmisest arenevatele väljadele
Laua - tasemekaamerate funktsionaalne vundament määrab nende laia rakenduse kohanemisvõime, mis on praegu koondunud järgmisse kolme valdkonda:
• Tööstuslik kontroll: elektroonilise komponendi kokkupanemisel (näiteks PCB joodise kontroll), täpse töötlemise (näiteks käigupinna defekti tuvastamine) ja autotööstuse osade kvaliteedikontrolli (näiteks rehvide turvise sügavuse mõõtmine), laud - tasemekaamerad saavutavad reaalse - ajakontrolli ja ELGRECICE -ga. käsitsi visuaalse kontrolli.
• Arukas transport: sõidukis - paigaldatud ümbritsev - vaatesüsteemid, elektroonilised politseiakaamerad ja parkimisplatsi numbrimärgi äratundmisterminal, laua - taseme kaamerad võimaldavad neid varjata tagavaatega peeglites või seestpoolt seestpoolt. Koos laia dünaamilise ulatuse (WDR) tehnoloogiaga saavad nad selgelt lüüa numbrimärke ja jalakäijate teavet isegi tugevates taustvalgustitingimustes.
• Meditsiinilised ja teaduslikud uuringud: endoskoopilise pildistamise, mikroskoobi digitaalse omandamise ja laboratoorsete automatiseerimisseadmete korral, laud - tasemekaamerad, millel on madal - müra, kõrge - tundlikkuse andurid, saab selgelt visuaalseteks teavete ja koete sektsioonide üksikasju meditsiinilise diagnoosimiseks ja koete teadusuuringuteks.
Järeldus
Tööstuslike nägemissüsteemide "silmade "na on laud - tasemekaamerad laiendanud oma funktsionaalseid võimalusi lihtsa pildi omandamisest kuni integreeritud signaalide töötlemiseni, keskkonna kohanemise ja intelligentse interaktsioonini. CMOS -andurite tehnoloogia (näiteks virnastatud - valgustatud struktuuride) edasiliikumisega ja AI algoritmide sügava integreerimisega pildiandurites (näiteks automaatne defektide klassifikatsioon), arenevad laud - taseme kaamerad väiksemate, võimsamate tunnuste poole ja summutab tööstuse poole. Tööstuses osalejate jaoks on järgmise - genereerimise nägemislahenduste väljatöötamiseks peamine lähtepunkt.
