Mae camerâu diwydiannol yn gydrannau allweddol mewn systemau gweledigaeth peiriannau. Eu swyddogaeth sylfaenol yw trosi signalau golau yn signalau trydanol trefniadol, gan alluogi caffael delweddau digidol. Fe'u defnyddir yn eang mewn cynhyrchu diwydiannol, arolygu, mesur, a meysydd eraill. Mae eu hegwyddor delweddu yn debyg i ddelweddu twll pin ond mae'n fwy cymhleth. Mae golau a adlewyrchir o'r gwrthrych yn mynd trwy'r lens ddiwydiannol, lle mae'n cael ei blygu a'i daflunio ar synhwyrydd ffotosensitif y camera. Mae'r synhwyrydd hwn fel arfer yn synhwyrydd gwefr-cyplu (CCD) neu'n synhwyrydd lled-ddargludyddion metel cyflenwol.
1. Egwyddor Weithio
Caffael Delwedd:Mae golau a adlewyrchir neu a drosglwyddir o'r gwrthrych yn cael ei gasglu trwy'r lens a'i ganolbwyntio ar y synhwyrydd delwedd.
Trosi ffotodrydanol:Mae'r synhwyrydd delwedd (CCD neu CMOS fel arfer) yn trosi signalau golau yn signalau trydanol. Gan gymryd synhwyrydd CMOS fel enghraifft, mae pob picsel yn cynnwys ffotodiode sy'n cynhyrchu gwefr sy'n gymesur â dwyster golau pan gaiff ei oleuo, sydd wedyn yn cael ei drawsnewid yn signal foltedd.
Prosesu Signalau:Mae'r signalau trydanol chwyddedig yn mynd trwy drawsnewidydd analog i ddigidol (ADC) i drosi signalau analog yn signalau digidol. Mae'r signalau digidol hyn yn cael eu prosesu i ffurfio data delwedd ddigidol, a drosglwyddir i gyfrifiaduron neu ddyfeisiau eraill i'w dadansoddi wedyn.
2. Nodweddion Allweddol Camerâu Diwydiannol
Dibynadwyedd Uchel:Mae camerâu diwydiannol wedi'u cynllunio ar gyfer gweithrediad parhaus hir, gan sicrhau perfformiad sefydlog mewn amgylcheddau garw megis tymheredd uchel, lleithder uchel, a dirgryniad.
Perfformiad Uchel:Mae'n darparu cydraniad uchel, cyfraddau ffrâm uchel, ystod ddeinamig eang, a sensitifrwydd uchel i fodloni'r galw am arolygu manwl gywir a dal{0}}cyflymder uchel.
Dyluniad modiwlaidd:Yn nodweddiadol yn defnyddio pensaernïaeth fodiwlaidd ar gyfer integreiddio di-dor i offer a systemau diwydiannol amrywiol.
Rhyngwynebau Amlbwrpas:Yn cefnogi sawl math o ryngwyneb (ee, GigE, USB 3.0, Cyswllt Camera, CoaXPress) i ddarparu ar gyfer gofynion lled band a phellter amrywiol.
Ffurfweddiad Hyblyg:Yn cefnogi dulliau sbarduno lluosog, rheoli amlygiad, a swyddogaethau prosesu delweddau i addasu i senarios cymhwyso amrywiol.
3. Dulliau Dosbarthu
Yn ôl Math Synhwyrydd Delwedd:
Camerâu CCD:Cynnig ansawdd delwedd uchel a sŵn isel, gan ragori mewn-amodau golau isel, ond yn cynnwys costau uwch a defnydd pŵer. Mae camerâu CMOS yn gost-effeithiol, yn isel-pŵer, ac yn cynnwys darlleniad data cyflym, er bod ansawdd y ddelwedd ychydig yn israddol.
Yn ôl Lliw Allbwn:Wedi'i ddosbarthu fel camerâu lliw a chamerâu monocrom (du{0}}a-gwyn). Mae camerâu lliw yn dal gwybodaeth lliw cyfoethog o wrthrychau, sy'n addas ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am gywirdeb lliw, megis archwilio ymddangosiad bwyd a gwirio lliw deunydd printiedig; Mae camerâu unlliw yn dangos mwy o sensitifrwydd golau ac yn rhagori ar ganfod amrywiadau graddlwyd a manylion gwead gwrthrychau. Fe'u defnyddir yn gyffredin mewn senarios sy'n gofyn am gywirdeb uchel, megis mesur dimensiwn a chanfod diffygion.
Trwy ddull sganio:
Mae camerâu sgan ardal yn dal ffrâm gyfan o ddelwedd ar unwaith, sy'n addas ar gyfer canfod gwrthrychau statig neu'r rhai sy'n symud ar gyflymder araf. Mae camerâu sganio llinell yn dal un llinell o ddelwedd ar y tro, gan adeiladu'r ddelwedd gyflawn trwy fudiant cymharol rhwng y gwrthrych a'r camera. Cânt eu defnyddio'n gyffredin ar gyfer canfod gwrthrychau sy'n symud â chyflymder uchel a mesuriadau dimensiwn manwl gywir un, megis mewn-archwiliad llinell o ddeunyddiau printiedig ac archwilio arwyneb dalennau metel.
Yn ôl math o signal allbwn:camerâu analog a chamerâu digidol.
Yn ôl ystod amlder ymateb:camerâu golau gweladwy (safonol), camerâu isgoch, camerâu uwchfioled, ac ati.
4. Cyfrifiadau Paramedr Allweddol
(1) Penderfyniad
Diffiniad:Nifer y picseli a ddaliwyd fesul ffrâm delwedd, a bennir gan benderfyniad synhwyrydd delwedd y camera. Mae hyn yn cynrychioli nifer y picseli sydd wedi'u trefnu ar awyren darged y synhwyrydd.
Effaith:Yn ystod cipio delwedd, mae datrysiad camera yn effeithio'n sylweddol ar ansawdd delwedd. Wrth ddelweddu'r un maes golygfa (amrediad golygfa), mae cydraniad uwch yn rhoi cynrychiolaeth fanwl amlycach.
Cynrychiolaeth:Ar gyfer -camerâu sganio arwynebedd, mynegir cydraniad fel dau rif fel arfer: cydraniad llorweddol (H) a fertigol (V), ee, 1920(H) x 1080(V). Mae'r rhif cyntaf yn nodi nifer y picseli fesul rhes, tra bod yr ail rif yn nodi nifer y rhesi o bicseli. Ar gyfer camerâu sganio llinell, mae cydraniad fel arfer yn cael ei ddynodi mewn miloedd (K), megis 1K (1024), 2K (2048), 4K (4096), ac ati.
Cyfanswm picsel=Picsel llorweddol × picsel fertigol
Enghraifft:1920 ×1080=2,073,600 picsel (tua 2 filiwn o bicseli)
(2) Dyfnder picsel
Diffiniad:Nifer y didau fesul picsel, wedi'i fynegi'n nodweddiadol mewn didau.
Effaith:Mae dyfnder picsel yn pennu cyfoeth graddlwyd delwedd. Mae mwy o ddarnau yn gwella'r gallu i fynegi manylion delwedd, gan arwain at werthoedd graddlwyd cyfoethocach a manylach. Fodd bynnag, mae hyn hefyd yn cynyddu cyfaint data, a allai effeithio ar gyflymder prosesu delweddau'r system.
Gwerthoedd Cyffredin:Defnyddir 8-did amlaf. Gall camerâu digidol hefyd gynnwys ffurfweddiadau 10-did, 12-did neu 14-did.
(3) Cyfradd Ffrâm Uchaf/Cyfradd Llinell
Diffiniad:Y gyfradd y mae camera yn dal ac yn trosglwyddo delweddau.
Cynrychiolaeth:Mae cyfradd ffrâm fel arfer yn berthnasol i -sganio camerâu diwydiannol arwynebedd, wedi'i fesur mewn fps (Framiau Yr Eiliad), ee, mae 181fps yn nodi y gall y camera ddal hyd at 181 ffrâm yr eiliad. Cyfradd llinell yn berthnasol i gamerâu diwydiannol sganio llinell, wedi'i fesur mewn kHz, ee, mae 80kHz yn dangos y gall y camera ddal hyd at 80,000 llinell o ddata delwedd yr eiliad.
Effaith:Mae cyfraddau ffrâm/amledd llinellau uwch yn galluogi camerâu i ddal mwy o ddelweddau fesul uned o amser, gan eu gwneud yn addas ar gyfer senarios lle mae angen dal symudiadau cyflym.
Dull Cyfrifo:Cyfradd Ffrâm=3 × Cyflymder Targed / Maes Gweld Llorweddol; Amlder Llinell=Cyflymder Mudiant / Cywirdeb Gwirioneddol=Cyflymder Mudiant × Cydraniad / Maes Gweld.
Darganfyddwch y gyfradd ffrâm ofynnol yn seiliedig ar gyflymder cynnig y gwrthrych yn senario'r cais. Gan dybio cyflymder gwrthrych V (uned: mm/s) ac amser datguddio'r camera T (uned: s), lle na ddylai dadleoliad y gwrthrych yn ystod datguddiad fod yn fwy nag un picsel maint P (uned: mm), gall y gyfradd ffrâm F fodcyfrifo fel:F=1/T, lle mae T Yn llai na neu'n hafal i P/V.
(4) Dull Amlygiad a Chyflymder Caead
Modd Amlygiad:Ar gyfer camerâu sgan llinell, mae datguddiad sgan cynyddol yn nodweddiadol. Mae camerâu sganio arwynebedd yn aml yn defnyddio datguddiad ffrâm, datguddiad maes, neu ddatguddiad caead treigl.
Cyflymder caead:Yn nodweddiadol yn gyraeddadwy hyd at 10 microsecond, gyda-camerâu cyflymder uchel sy'n gallu cyflymu hyd yn oed yn gynt. Mae cyflymder caead cyflymach yn gwella gallu'r camera i ddal delweddau, gan eu gwneud yn addas ar gyfer senarios gydag amodau golau sy'n newid yn gyflym neu bynciau symudol.
(5) Maint picsel (Maint picsel)
Diffiniad:Picsel yw'r uned leiaf sy'n cyfansoddi delwedd ddigidol. Mae maint picsel a chyfrif picsel (datrysiad) ar y cyd yn pennu maint ardal darged y camera.
Gwerthoedd Cyffredin:Mae meintiau picsel camera diwydiannol fel arfer yn amrywio o 3μm i 14μm.
Effaith:Mae picsel mwy yn dal mwy o ffotonau, gan gynhyrchu mwy o wefr o dan amodau goleuo ac amlygiad union yr un fath, gan arwain at ansawdd delwedd uwch o bosibl. Fodd bynnag, mae meintiau picsel llai yn cynyddu cymhlethdod gweithgynhyrchu.
Cyfrifiad:Yn dibynnu ar ddatrysiad a dimensiynau synhwyrydd camera. Er enghraifft, o ystyried maint synhwyrydd o Sa × Sb (llorweddol × dimensiynau fertigol mewn mm) a datrysiad camera o Na × Nb, maint y picsel P (gan dybio picsel sgwâr) yw: P=Sa × 1000 / Na=Sb × 1000 / Nb.
(6) Ystod Sbectrol
Diffiniad:Yn cyfeirio at nodweddion sensitifrwydd y synhwyrydd picsel i wahanol donfeddi golau.
Amrediad Cyffredin:Yn nodweddiadol yn ymateb rhwng 350nm a 1000nm. Mae rhai camerâu yn ymgorffori hidlydd o flaen y synhwyrydd i rwystro golau isgoch. Os oes angen sensitifrwydd isgoch ar gyfer y system, gellir tynnu'r hidlydd hwn.
(7) Math Rhyngwyneb
Mathau Cyffredin:Cyswllt Camera, Ethernet, 1394, allbwn USB, ac ati Y rhyngwyneb diweddaraf yw CoaXPress.
Effaith:Mae'r math o ryngwyneb yn pennu sut mae data'n cael ei drosglwyddo rhwng y camera a'r systemau prosesu delweddau neu ddyfeisiau eraill. Mae dewis y rhyngwyneb priodol yn sicrhau trosglwyddiad data sefydlog a chyflym.
(8) Maint Synhwyrydd
Diffiniad:Dimensiynau ffisegol y synhwyrydd camera, a fynegir fel arfer mewn modfeddi (ee, 1/2.3") neu filimetrau (ee, 12.8mm × 9.6mm).
Dull Cyfrifo:
Mae maint y synhwyrydd fel arfer yn cael ei ddarparu gan y gwneuthurwr ond gellir ei amcangyfrif o ddimensiynau picsel a datrysiad:
Lled y synhwyrydd=Cyfrif picsel llorweddol × Maint picsel
Uchder Synhwyrydd=Cyfrif Picsel Fertigol × Maint Picsel
(9) Paramedrau Eraill
Ystod Dynamig:Yn disgrifio nifer y lefelau llwyd y gall pob picsel eu gwahaniaethu. Mae ystod ddeinamig eang yn galluogi cipio manylion clir mewn ardaloedd llachar a thywyll o olygfa.
Sŵn:Signalau diangen wedi'u dal yn ystod delweddu nad ydynt yn gysylltiedig â'r targed delweddu gwirioneddol. Yn ôl safon EMVA1288 y Gymdeithas Gweledigaeth Peiriant Ewropeaidd (EMVA), mae sŵn camera wedi'i gategoreiddio'n fras yn ddau fath: sŵn ergyd sy'n deillio o'r signal effeithiol a sŵn cynhenid cynhenid i'r camera ei hun, yn annibynnol ar y signal.
5. Meysydd Cais a Manteision
Defnyddir camerâu diwydiannol yn eang mewn rheoli ansawdd ar linellau cynhyrchu awtomataidd, systemau gweledigaeth peiriannau, delweddu meddygol, logisteg a warysau, gwyliadwriaeth diogelwch, monitro traffig, yn ogystal â chymwysiadau milwrol a hedfan. Mae eu manteision yn cynnwys:
Perfformiad Uchel a Sefydlogrwydd:Mae camerâu diwydiannol yn cynnig sefydlogrwydd delwedd uchel, galluoedd trosglwyddo cadarn, a gwrthiant ymyrraeth cryf, gan alluogi gweithrediad sefydlog hir o dan amodau llym.
Galluoedd cywirdeb a mesur uchel:Trwy-gipio delwedd cydraniad uchel ac algorithmau dadansoddi delweddau manwl gywir, mae camerâu diwydiannol yn cyflawni mesur a lleoli cywirdeb uchel.
Galluoedd Dal Cyflymder Uchel-:Mae camerâu diwydiannol cyfradd uchel yn dal delweddau deinamig yn gyflym, gan eu gwneud yn addas ar gyfer tynnu lluniau a monitro gwrthrychau sy'n symud yn gyflym.
Addasrwydd Eang:Mae mathau amrywiol o gamerâu diwydiannol yn darparu ar gyfer senarios a gofynion cymhwyso amrywiol, gan gyflawni tasgau delweddu a dadansoddi cymhleth.
6. Brandiau Enwog
Mae brandiau camerâu diwydiannol blaenllaw byd-eang yn cynnwys Cognex, Keyence, Teledyne DALSA o Ganada, FLIR, Lumennera, AVALDATA Japan, VIEWORKS De Korea, Daheng Imaging, a Hikvision. Mae'r brandiau hyn yn uchel eu parch am eu perfformiad eithriadol a'u meysydd cymhwysiad eang.
I grynhoi, mae camerâu diwydiannol yn gydrannau hanfodol o fewn systemau gweledigaeth peiriannau, gan chwarae rhan hanfodol mewn awtomeiddio diwydiannol a gweithgynhyrchu deallus. Trwy ddewis camerâu diwydiannol priodol ac integreiddio algorithmau dadansoddi delwedd uwch, gellir cyflawni cynhyrchu awtomataidd mwy effeithlon, manwl gywir a dibynadwy a rheoli ansawdd.