بینایی ماشین: 5 گام ساده برای انتخاب دوربین مناسب

بازار دوربین های صنعتی و ماشین بینایی هزاران مدل را با وضوح، اندازه، سرعت، رنگ، رابط، قیمت و غیره ارائه می دهد. بنابراین، چگونه انتخاب می کنید؟ بیایید 5 مرحله ساده را طی کنیم که انتخاب آسان دوربین مناسب برای برنامه شما را تضمین می کند. جهت خرید دوربین ماشین بینایی و دوربین پردازش تصویر با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

1. وظیفه تعریف شده: دوربین رنگی یا تک رنگ
2. مقدار اطلاعات: حداقل پیکسل در هر جزئیات شی
3. وضوح سنسور: فرمولی برای محاسبه سنسور تصویر
4. تکنولوژی شاتر: جسم متحرک یا ثابت
5. رابط ها و انتخابگر دوربین: بیایید مدل مناسب را انتخاب کنیم

مرحله 1 – وظیفه تعریف شده

همیشه لازم است که با اندازه جسم اسکن شده (X, Y) شروع کنید یا می توانید کوچکترین مقدار ممکن (d) را که می خواهید با دوربین تشخیص دهید تعیین کنید.

وظیفه تعریف شده

برای توضیح ساده تر، می توانید گزینه حل تکلیف اندازه گیری را انتخاب کنید. با این حال، عملکرد اصلی را می توان برای هر برنامه دیگری استفاده کرد.

در کار، فاصله (D) بین مرکز هر دو سوراخ با دقت اندازه گیری (d) تعیین می شود. با استفاده از این مقادیر، پارامتر انتخاب سنسور تصویر و دوربین مناسب را تعیین می کنیم.

مثال: فاصله (D) بین 2 نقطه با دقت اندازه گیری (d) 0.05 میلی متر. اندازه شی X = 48 میلی متر (حسگر تک رنگ، زیرا رنگ در اینجا مرتبط نیست)

توجه: تک رنگ یا رنگی؟
حسگرهای رنگی از فیلتر رنگی Bayer استفاده می کنند که به هر پیکسل فقط یک رنگ اصلی اجازه می دهد تا به آن برسد. رنگ های از دست رفته با استفاده از درون یابی پیکسل های همسایه تعیین می شوند. حسگرهای تک رنگ دو برابر سنسورهای رنگی به نور حساس هستند و با به دست آوردن جزئیات بیشتر در همان تعداد پیکسل، به تصویر واضح تری می رسند. به همین دلیل، در صورت عدم نیاز به اطلاعات رنگ، سنسورهای تک رنگ توصیه می شود.

تک رنگ یا رنگی

مرحله 2 – مقدار اطلاعات

هر نوع برنامه ای برای حل نیاز به حجم متفاوتی از اطلاعات دارد. این با حداقل تعداد پیکسل ها متمایز می شود. بیایید دوباره از گزینه های تک رنگ استفاده کنیم.

حداقل پیکسل در جزئیات هر شی:

• اندازه گیری / تشخیص جزئیات شی: 3
• عرض خط بارکد: 2
• عرض ماژول کد Datamatrix: 4
• ارتفاع کاراکتر OCR: 16

مثال: اندازه گیری برای دقت لازم به 3 پیکسل نیاز دارد (اندازه جزئیات شی d). دقت لازم (d) که در این مثال 0.05 میلی متر است، روی 3 پیکسل تصویر شده است.

توجه: هر مشخصه یا نوع برنامه حداقل تعداد پیکسل را پیش‌فرض می‌گیرد. از از دست رفتن اطلاعات از طریق تاری نمونه برداری جلوگیری می کند.

حداقل پیکسل در جزئیات هر شی:

مرحله 3 – وضوح سنسور

ما قبلاً اندازه شیء و همچنین دقت وضوح را تعریف کردیم. به عنوان گام بعدی، ما قصد داریم وضوح دوربین را تعریف کنیم. این فرمول ساده برای محاسبه سنسور تصویر است.

S = (N x O) / d = (حداقل تعداد پیکسل در هر جزئیات شی x اندازه شی) / اندازه جزئیات شی

اندازه شی (O) را می توان به صورت افقی و همچنین عمودی توصیف کرد. برخی از سنسورها مربع هستند و این مشکل برطرف شده است

مثال: S = (3 x 48 میلی‌متر) / 0.05 میلی‌متر = 2880 پیکسل

ما به سنسورهای تصویر موجود نگاه کردیم و نزدیکترین آنها مدلی با وضوح 3092 x 2080 => 6.4 مگاپیکسل سنسور تصویر است.

توجه: به فرمت سنسور توجه کنید.

برای محاسبه صحیح، لازم است رزولوشن را نه تنها در محور افقی بلکه در محور عمودی بررسی کنید.

وضوح سنسور

مرحله 4 – فناوری شاتر

شاتر Global در مقابل کرکره نورد.

این فناوری ها در بینایی ماشین استاندارد هستند و شما می توانید صدها دوربین را با هر دو پیدا کنید.

کرکره نورد: خط به خط انگیزه را آشکار می کند. این روش منجر به تاخیر زمانی برای هر خط بدست آمده می شود. بنابراین، اجسام متحرک در انگیزه حاصل از طریق “تغییر زمان شی” (در مقایسه با تصویر) ایجاد شده به صورت مبهم نمایش داده می شوند.

جوانب مثبت:

• حساس تر به نور
• ارزان تر
• اندازه پیکسل کوچکتر وضوح بالاتری را با همان فرمت تصویر فراهم می کند.

معایب: اعوجاج تصویر در اجسام متحرک رخ می دهد

شاتر سراسری: برای دریافت تصاویر بدون اعوجاج با نوردهی همزمان همه پیکسل ها استفاده می شود.

مزایا: برای پردازش های سریع، تصاویر واضح و بدون تاری روی اجسام متحرک عالی است.

معایب:

• گران تر
• فرمت تصویر بزرگتر

نکته: جدیدترین سنسورهای کرکره نوردی دارای قابلیتی به نام حالت تنظیم مجدد جهانی هستند که نوردهی همه ردیف ها را به طور همزمان شروع می کند و تنظیم مجدد هر ردیف نیز به طور همزمان آزاد می شود. با این حال، بازخوانی خطوط برابر است با بازخوانی کرکره نورد: خط به خط.

این بدان معنی است که خطوط پایین سنسور مدت بیشتری در معرض نور قرار می گیرند! به همین دلیل، این حالت تنها زمانی معنا پیدا می کند که نور اضافی وجود نداشته باشد و مدت زمان فلاش کوتاه تر یا برابر با زمان نوردهی باشد.

مرحله 5 – رابط ها و انتخابگر دوربین

مرحله نهایی اینجاست:

شما باید سرعت احتمالی (پهنای باند) و همچنین طول کابل تکنولوژی دوربین را در نظر بگیرید.

بینایی ماشین

USB2

دوربین های صنعتی کوچک، مفید و مقرون به صرفه، USB 2.0 به بخش جدایی ناپذیری در زمینه پزشکی و میکروسکوپ تبدیل شده اند. شما می توانید طیف گسترده ای از انواع مختلف، از جمله با یا بدون محفظه، به صورت سطح برد یا تک تخته، یا با یا بدون ورودی/خروجی دیجیتال دریافت کنید.

USB3/GigE Vision

بدون استانداردها، هر سازنده ای کار خود را انجام می دهد و بسیاری از مزایایی که مشتریان با استاندارد GigE Vision یاد گرفته اند، از بین می روند. مانند GigE Vision، USB3 Vision نیز تعریف می کند:

• یک لایه انتقال، که تشخیص یک دستگاه را کنترل می کند (Device Detection)
  1. پیکربندی (دسترسی ثبت نام)
  2. جریان داده (داده های جریانی)
  3. رسیدگی به رویدادها (Event Handling)
  4. رابط کاربری GenICam ایجاد شد. GenICam دسترسی به ویژگی های دوربین را برای کاربر خلاصه می کند. ویژگی ها (نام و رفتار) توسط قرارداد نامگذاری ویژگی استاندارد (SFNC) استاندارد شده اند. علاوه بر این، امکان ایجاد ویژگی های خاص علاوه بر SFNC برای متمایز شدن از سایر فروشندگان (کیفیت اجرا) وجود دارد. برخلاف GigE Vision، این بار مکانیک ها (به عنوان مثال اتصالات کابل قفل شونده) بخشی از استاندارد هستند که منجر به یک رابط قوی تر می شود.

من معتقدم که این پنج نکته به شما کمک می کند تا مناسب ترین دوربین را انتخاب کنید.

تصویربرداری با سرعت بالا

اگر ویدیو عمدتاً برای تجزیه و تحلیل است، ویژگی‌هایی مانند نرخ فریم بالا را برای گرفتن سوژه‌های با حرکت سریع در اولویت قرار دهید و پخش روان و حرکت آهسته را فعال کنید. وضوح بالا تصاویر دقیقی را برای تجزیه و تحلیل دقیق داده‌ها فراهم می‌کند و محدوده دینامیکی بالا می‌تواند نور واقعی را ثبت کند و از از دست دادن جزئیات در مناطق روشن یا تاریک جلوگیری کند. برای فید ویدیوی زنده، ویژگی‌هایی مانند تأخیر کم برای پخش جریانی ویدیو با حداقل تأخیر برای پاسخ‌دهی هم‌زمان، و همچنین فشرده‌سازی کارآمد داده‌ها برای کاهش استفاده از پهنای باند برای پخش روان، اولویت‌بندی کنید.

گزینه های ضبط نیز می توانند نقش مهمی در انتخاب دوربین داشته باشند. پخش زنده بدون ضبط برای برنامه‌هایی ایده‌آل است که تجزیه و تحلیل بلادرنگ در آن‌ها بسیار مهم است و نیازی به نگهداری داده نیست. با این حال، ضبط با سرعت بالا که می تواند رویدادهای سریع را برای تجزیه و تحلیل بعدی ثبت کند، به راه حل های ذخیره سازی با عملکرد بالا مانند RAID یا درایوهای حالت جامد نیاز دارد. مهم است که به یاد داشته باشید که دوربین های با وضوح و نرخ فریم بالاتر فضای ذخیره سازی بیشتری را می طلبند. فرمت‌های ضبط فشرده حجم فایل‌های کوچک‌تری را ارائه می‌دهند، اما ممکن است کیفیت تصویر را قربانی کنند. برای ذخیره سازی، بسته به حجم داده ها و نیازهای سرعت دسترسی، RAM، آرایه های RAID یا درایوهای حالت جامد را در نظر بگیرید.

با گسترش روزافزون برنامه های تصویربرداری فراتر از تنظیمات کارخانه، ظرفیت GigE Vision برای ساده سازی عملیات برای سازندگان تجهیزات اصلی (OEM) اهمیت بیشتری پیدا می کند. طول کابل در سناریوهایی که فاصله قابل توجهی بین دوربین و رایانه شخصی وجود دارد، مانند برنامه های نظارت، حمل و نقل و فناوری ورزشی، بسیار مهم می شود. دسترسی به اجزای مقرون به صرفه فرستنده گیرنده مانند SFP+ (10G)، SFP28 (25G) و QSFP28 (100G) امکان استفاده از فیبرهای تک حالته را در فواصل تا 10 کیلومتر یا بیشتر فراهم می کند.