Ist eine höhere Bildfrequenz immer besser für industrielle Kameras?

Warum höhere Bildraten nicht immer besser für Industriekameras sind

In industriellen Anwendungen ist die Auswahl des richtigen Kamerasystems entscheidend für Aufgaben wie Qualitätskontrollen, die Robotersteuerung oder Hochgeschwindigkeitsfertigung. Die Bildrate – also wie viele Bilder eine Kamera pro Sekunde aufnimmt – spielt dabei eine entscheidende Rolle bei der Leistungsfähigkeit. Doch ist eine höhere Bildrate immer die beste Wahl? Dieser Beitrag untersucht die Vorteile und Abstriche, die mit verschiedenen Bildraten bei Industriekameras einhergehen, und hilft Ihnen dabei, fundierte Entscheidungen für Ihre Anforderungen im Bereich Machine Vision zu treffen.

Grundlagen der Bildrate bei Industriekameras

Die Bildrate, gemessen in Bildern pro Sekunde (fps), bestimmt, wie häufig eine Kamera Bilder aufnimmt. In industriellen Umgebungen bewegen sich die Bildraten typischerweise zwischen 15 fps für statische Inspektionen und über 100 fps für Hochgeschwindigkeitsprozesse wie Abfülllinien. Höhere Bildraten sind hervorragend geeignet, um schnell bewegte Objekte ohne Bewegungsunschärfe einzufangen und somit eine genaue Fehlererkennung oder Verfolgung zu gewährleisten. Die Bildrate ist jedoch nur ein Aspekt des Ganzen – Auflösung, Sensorgröße und Rechenleistung beeinflussen ebenfalls die Systemleistung. Das richtige Gleichgewicht zwischen diesen Faktoren ist entscheidend, um Ihre Anlage optimal zu gestalten.

Wann höhere Bildraten überzeugen

Hohe Bildraten sind in bestimmten Szenarien unschätzbar wertvoll. Beispielsweise stellt eine Kamera mit 60 fps oder höher auf einer Verpackungslinie, die sich mit 10 Metern pro Sekunde bewegt, klare Bilder jedes einzelnen Produkts für Echtzeit-Qualitätskontrollen sicher. Anwendungen wie die Inspektion von Halbleitern oder Hochgeschwindigkeits-Sortieranlagen profitieren ebenso, da schnelle Bildaufnahmen verhindern, dass Fehler übersehen werden. Eine CMOS-Kamera mit 5 Megapixeln und einem 1/1,8" Sensor bei 60 fps kann beispielsweise Aufgaben mit hohem Tempo bewältigen und gleichzeitig ausreichende Detailgenauigkeit beibehalten.

Nachteile hoher Bildraten

Trotz ihrer Vorteile bringen hohe Bildraten auch Nachteile mit sich. Erstens benötigen sie erhebliche Rechenleistung und Bandbreite. Eine Kamera, die 120 fps bei 5 MP aufnimmt, erzeugt enorme Datenmengen, die Ihr System überlasten oder kostspielige Hardware-Upgrades erfordern können. Zweitens reduzieren höhere Bildraten oft die Belichtungszeit, was zu dunkleren Bildern führt, es sei denn, eine intensive Beleuchtung wird eingesetzt, was die Kosten erhöht. Schließlich können höhere Bildraten die Auflösung beeinträchtigen, da einige Kameras die Geschwindigkeit priorisieren, wodurch die Pixelanzahl verringert wird und Bilder für detaillierte Inspektionen weniger klar erscheinen.

Wie wählt man die richtige Bildrate aus

Die Auswahl der optimalen Bildfrequenz hängt von Ihrer Anwendung ab. Beginnen Sie mit der Bewertung der Werkstückgeschwindigkeit und der Prüfanforderungen. Für statische oder langsam bewegte Objekte (z. B. 0,1 m/s) können 15–30 fps ausreichen, um die Auflösung zu erhalten und Kosten zu minimieren. Für Hochgeschwindigkeitsanwendungen berechnen Sie die erforderliche Bildfrequenz mit folgender Formel: fps = Objektgeschwindigkeit (mm/s) / Breite des Sichtfelds (mm). Bei einem Sichtfeld von 50 mm und einer Objektgeschwindigkeit von 200 mm/s sind 30 fps ausreichend. Berücksichtigen Sie zudem Beleuchtung, Sensorsize und Verarbeitungskapazitäten, um Engpässe zu vermeiden. Das Testen verschiedener Konfigurationen stellt sicher, dass das optimale Gleichgewicht erreicht wird.

Fazit: Informierte Kamerawahlen treffen

Höhere Bildraten sind keine universelle Lösung für Industriekameras. Obwohl sie in Hochgeschwindigkeitsanwendungen hervorragend sind, können sie die Kosten und Komplexität erhöhen, ohne proportionale Vorteile zu bieten. Indem Sie die Anforderungen Ihrer Anwendung – Geschwindigkeit, Auflösung und Verarbeitung – verstehen, können Sie ein System wählen, das optimale Leistung bietet. Sind Sie bereit, Ihre Machine-Vision-Installation zu vereinfachen? Durchstöbern Sie unseren kostenlosen Kamerawahl-Leitfaden oder konsultieren Sie einen Machine-Vision-Experten, um die perfekte Lösung für Ihre industriellen Anforderungen zu finden.