Megapixlar är inte den enda faktorn när man väljer en USB-kameramodul för industriell inspektion. Kameran i ett maskinseendesystem måste bibehålla en stabil bildutmatning vid den nödvändiga hastigheten samtidigt som den fångar tillräckligt med detaljer för inspektionsalgoritmen. Resultatet påverkas av ett antal faktorer, inklusive upplösning, objektivval, arbetsavstånd, belysning, slutarbeteende, gränssnittsbandbredd och bildbehandling.
En 2MP kameramodul med lämplig lins och kontrollerad belysning kan ge tillräcklig bildtydlighet för vissa inspektionsaktiviteter. En 5MP, 8MP eller 4K kameramodul kan vara mer lämplig för applikationer som kräver mer mätinformation, bredare synfält eller färre brister. Att börja med inspektionsmålet och arbeta dig ner till kamerainställningarna är en att föredra.
Varför USB-kameramoduler används vid industriell inspektion
Repeterbar bildinsamling är nödvändig för industriella inspektionssystem. En inspektionskamera, i motsats till en webbkamera för allmän-bruk, väljs vanligtvis som en komponent i ett helt bildsystem som består av sensorn, linsen, belysningen, bearbetningsplattformen och den mekaniska konstruktionen.
När inspektionssystemet är direkt anslutet till en industriell PC, inbyggd dator, edge AI-plattform eller annan USB-värd är USB-kameramoduler särskilt användbara. Eftersom kameran kan identifieras som en typisk USB-bildenhet på kompatibla operativsystem, kan UVC-kompatibla design också göra programvaruintegrering enklare.
Typiska industriella inspektionsapplikationer
- Detektering av ytdefekter
- PCB och elektronisk komponentinspektion
- Del närvaro och positionsverifiering
- Streckkods- och QR-kodkontroll
- Dimensionerings- och inriktningsinspektion
- Förpackning och etikettkontroll
- Robotvision och automatiserad sortering
Upplösning: Är 2MP tillräckligt för industriell inspektion?
Det finns inget universellt krav på upplösning för maskinseende. Det korrekta valet beror huvudsakligen på storleken på den funktion som behöver upptäckas och hur mycket av objektet som måste få plats i en bild.
A 2 MP kameramodulger 1920 × 1080 bildutdata i många vanliga konfigurationer. Detta kan vara tillräckligt för tillämpningar som närvarodetektering, grundläggande ytinspektion, positionering, OCR, streckkodsigenkänning och övervakning av större komponenter.
Om inspektionsmålet innehåller mycket små defekter eller fina strukturer, kan ökad upplösning ge fler pixlar över målet. Men högre upplösning ökar också datavolymen och kan kräva mer bearbetningskapacitet, lagringsbandbredd och lämplig optik.
En praktisk metod för val av upplösning
Istället för att fråga "Vilken är den högsta tillgängliga upplösningen?", börja med tre frågor:
- Vilken är den minsta defekten eller egenskapen som måste upptäckas?
- Hur stort är inspektionsområdet i en ram?
- Hur mycket bearbetningstid är tillgänglig för varje tagen bild?
För ett kostnadskänsligt inspektionssystem kan det vara mer praktiskt att optimera kombinationen av lins, arbetsavstånd, belysning och sensor innan du går direkt till en mycket högre upplösning.
För applikationer där 1080P-bildbehandling är tillräcklig kan du granska2MP GC2093 kameramodulsom en möjlig utgångspunkt.
Bildens klarhet beror på mer än sensorn
Vid industriell inspektion är bildens klarhet resultatet av den fullständiga optiska vägen. En sensor med hög-megapixel kan inte kompensera för dålig linsmatchning, felaktig fokus, otillräcklig belysning eller överdriven rörelseoskärpa.
Sensor
Bildsensorn bestämmer faktorer som upplösning, pixelstorlek, känslighet, dynamiskt omfång och avläsningsegenskaper. Sensorvalet bör matcha inspektionshastigheten och ljusmiljön snarare än att endast baseras på pixelantal.
Lins
Objektivet bestämmer synfält, brännvidd, arbetsavstånd, distorsion och hur effektivt sensorupplösningen kan användas. För industriell inspektion bör linsval göras tillsammans med sensorn.
Belysning
Även en högkvalitativ-kameramodul kan ge dåliga inspektionsresultat om målet är dåligt upplyst. Ringljus, barljus, bakgrundsbelysning, diffust ljus och IR-belysning kan väljas efter ytan och defektens egenskaper.
Exponering och rörelse
När föremål rör sig längs en transportör påverkar exponeringstiden direkt rörelseoskärpa. Om inspektionen kräver exakt kantdetektering eller mätning kan en kortare exponeringstid och lämplig belysning vara viktigare än att bara öka upplösningen.
När ska du välja en Global Shutter Camera Module?
För stationära inspektionsmål kan det räcka med en konventionell rulljalusisensor. Rörliga föremål kan dock introducera geometrisk distorsion eftersom olika rader av sensorn exponeras vid något olika tidpunkter.
A global slutarkameramodulfångar bilden mer enhetligt över sensorn, vilket gör den här arkitekturen användbar för snabbt-rörliga objekt, robotrörelser, inspektion av transportörer, spårning och mätning där rörelseförvrängning kan påverka resultatet.
För applikationer med hög-maskinseende, enOV9281 global slutarkameramodulkan övervägas när applikationen drar nytta av global slutaravbildning och höga bildhastigheter.
USB 2.0 eller USB 3.0 för industriell inspektion?
Upplösning, bildhastighet, komprimeringsformat, kabellängd och värdbehandlingsbehov bör alla beaktas när du väljer ett gränssnitt.
För många 1080P-inspektionssystem med måttliga bandbreddskrav kan USB 2.0 vara möjligt. USB 3.0 kan erbjuda mer kapacitet för systemintegration för applikationer som kräver större bilddataströmmar, högre bildhastigheter eller bildbehandling med högre upplösning.
Därför, snarare än att betraktas som en separat specifikation, bör gränssnittsvalet väljas i samband med nödvändig upplösning och bildhastighet.
Industriell inspektion Kameramodulval: En ingenjörs tillvägagångssätt
En praktisk urvalsprocess kan förenklas i följande steg.
Steg 1: Definiera inspektionsmålet
Identifiera den minsta egenskapen eller defekten som måste upptäckas. Detta avgör hur mycket användbar pixelinformation som krävs.
Steg 2: Definiera synfältet
Bestäm hela området som måste visas i en ram. Ett bredare synfält kan kräva en bredare-lins, medan ett litet inspektionsområde kan dra nytta av en längre brännvidd.
Steg 3: Kontrollera objektets rörelse
Om målet rör sig snabbt, överväg bildhastighet, exponeringstid och globala slutaregenskaper. För stationära föremål kan dessa krav vara mindre krävande.
Steg 4: Utvärdera belysning
Bestäm om inspektionsmiljön använder naturligt ljus, kontrollerad LED-belysning, bakgrundsbelysning eller infraröd belysning. Stabil belysning förbättrar vanligtvis inspektionskonsistensen mer effektivt än att bara öka kameraupplösningen.
Steg 5: Matcha gränssnittet och bearbetningsplattformen
Bekräfta USB-gränssnitt, utdataformat, bildhastighet, operativsystem, inbäddad plattform och tillgänglig bearbetningsbandbredd innan du slutför kameramodulen.
Steg 6: Validera ett riktigt prov
Det slutliga beslutet bör helst verifieras med faktiska kontrollprover. En kamera som fungerar bra i ett specifikationsblad kan fortfarande kräva en annan lins, exponeringsinställning eller ljuskonfiguration när den väl har installerats på produktionslinjen.
Anpassade USB-kameramoduler för industriell inspektion
Industriella inspektionssystem har ofta mekaniska och optiska begränsningar som standardkameramoduler inte helt kan uppfylla. PCB-formen, kontaktens position, kabellängden, linsen, sensorn, IR-filtret och huset kan behöva justeras runt maskinens struktur.
TUXI tillhandahåller USB-kameramodullösningar som täcker olika sensorupplösningar och optiska konfigurationer, med OEM- och ODM-anpassning tillgängliga för applikationsspecifika-krav. Beroende på projektet kan kameramodulen utvecklas kring den nödvändiga sensorn, linsen, PCB-dimensionerna, kontakten, kabeln och bildprestanda.
För ett bredare utbud av sensor- och gränssnittsalternativ, se vårUSB-kameramodullösningar.
Slutsats
Att välja en USB-kameramodul för industriell inspektion är oftast ett-systemmatchningsproblem. Även om det bara är en länk i bildkedjan, är upplösningen avgörande.
En väl-matchad kameramodul på 2 MP kan erbjuda tillräckligt med bildskärpa till ett rimligt pris för vissa applikationer. En 5MP-, 8MP- eller 4K-lösning skulle vara bättre lämpad för mer detaljerad undersökning. Global slutare och hög bildhastighet kan vara viktigare än fler megapixlar när målet rör sig snabbt.
Den mest pålitliga metoden är att välja sensor och optik baserat på inspektionsmål, synfält, arbetsavstånd, rörelse, belysning och bearbetningsbehov.
