Επιλογή Υλικού: Βασικά Κριτήρια για την Επιλογή Βιομηχανικών Υπολογιστών

Σε εφαρμογές μηχανικής όρασης, ο βιομηχανικός υπολογιστής (IPC) λειτουργεί ως ο βασικός υπολογιστικός πυρήνας, αναλαμβάνοντας πολλαπλές εργασίες, όπως επεξεργασία εικόνας, ανάλυση δεδομένων και έλεγχο εξοπλισμού. Εφόσον η μηχανική όραση συχνά διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη βιομηχανική αυτοματοποίηση, τον έλεγχο ποιότητας και τον ακριβή έλεγχο, η επιλογή του IPC επηρεάζει άμεσα την απόδοση και την αξιοπιστία του συστήματος.

Σε ένα σύστημα μηχανικής όρασης, το τμήμα απόκτησης εικόνας αποτελείται κυρίως από μια βιομηχανική κάμερα, βιομηχανικό φακό και συνδυασμό πηγής φωτός, ενώ το τμήμα επεξεργασίας εικόνας υλοποιείται μέσω λογισμικού επεξεργασίας εικόνας. Η κάρτα σύλληψης βίντεο μπορεί να θεωρηθεί ως η διεπαφή μεταξύ της βιομηχανικής κάμερας (πηγή βίντεο) και του υπολογιστή (λογισμικό). Οι εικόνες που καταγράφονται από την κάρτα σύλληψης παρέχονται στον υπολογιστή ή σε άλλους επεξεργαστές για επεξεργασία.

I. Σενάρια Εφαρμογής και Απαιτήσεις

Τα συστήματα μηχανικής όρασης χρησιμοποιούνται ευρέως σε τομείς όπως η βιομηχανική αυτοματοποίηση, ο έλεγχος ποιότητας, η καθοδήγηση ρομπότ και ο ακριβής έλεγχος. Σε αυτούς τους τομείς, η επιλογή του υπολογιστή βιομηχανικού τύπου (IPC) πρέπει να καθορίζεται με βάση τα ακόλουθα κριτήρια:

1. Απαιτήσεις Επεξεργασίας Εικόνας

Τα συστήματα μηχανικής όρασης χρειάζονται να επεξεργάζονται αποτελεσματικά μεγάλες ποσότητες δεδομένων εικόνας, γι’ αυτό τον λόγο ο υπολογιστής βιομηχανικού τύπου (IPC) πρέπει να διαθέτει ισχυρή υπολογιστική δύναμη.

2. Συνδεσιμότητα Συσκευών

Συχνά είναι απαραίτητο να συνδέονται συσκευές, όπως κάμερες, αισθητήρες και PLCs, μέσω διαφόρων διεπαφών. Επομένως, ο ενσωματωμένος υπολογιστής (IPC) πρέπει να διαθέτει επαρκείς διεπαφές εισόδου/εξόδου (I/O).

3. Αναπτυξιακή προσαρμογή στο περιβάλλον

Σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, τα μηχανήματα όρασης μπορεί να εκτίθενται σε δύσκολες συνθήκες, όπως υψηλές θερμοκρασίες, σκόνη και κραδασμούς. Κατά συνέπεια, ο ενσωματωμένος υπολογιστής (IPC) πρέπει να διαθέτει ισχυρές δυνατότητες αντοχής σε παρεμβολές και προσαρμογής στο περιβάλλον.

II. Παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή ενός IPC

Κατά την επιλογή ενός ενσωματωμένου υπολογιστή (IPC) κατάλληλου για μηχανική όραση, πρέπει να ληφθούν υπόψη τα ακόλουθα στοιχεία:

1. Απόδοση επεξεργασίας

Τα συστήματα μηχανικής όρασης απαιτούν συνήθως επεξεργασία και υπολογισμούς εικόνας σε πραγματικό χρόνο, γεγονός που επιβάλλει την ανάγκη ο ενσωματωμένος υπολογιστής (IPC) να διαθέτει ισχυρές υπολογιστικές δυνατότητες. Οι επιλογές περιλαμβάνουν την επιλογή μοντέλων εξοπλισμένων με επεξεργαστές υψηλής απόδοσης (όπως οι επεξεργαστές Intel Core i-series, Xeon) και κάρτες γραφικών (όπως οι επιταχυντικές κάρτες NVIDIA GPU) για να υποστηρίζουν εργασίες επεξεργασίας εικόνας.

2. Απαιτήσεις διεπαφής

Ο ρυθμός δειγματοληψίας απεικονίζει την ταχύτητα και δυνατότητα του frame grabber στην επεξεργασία εικόνων. Κατά τη διάρκεια της απόκτησης εικόνας, πρέπει να δοθεί προσοχή στο αν ο ρυθμός δειγματοληψίας του frame grabber πληροί τις απαιτήσεις.

3. Αναπτυξιακή προσαρμογή στο περιβάλλον

Τα συστήματα μηχανικής όρασης λειτουργούν συχνά σε σχετικά δύσκολες συνθήκες, όπως εργαστήρια εργοστασίων. Ο υπολογιστής βιομηχανικού τύπου (IPC) πρέπει να διαθέτει δυνατότητες, όπως αντοχή σε κραδασμούς, στεγανότητα, αδιάβροχο σχεδιασμό και λειτουργία σε ευρεία θερμοκρασιακή περιοχή.

4. Πραγματική απόδοση και σταθερότητα

Η μηχανική όραση απαιτεί πραγματική απόκριση σε εξωτερικά σήματα. Ως εκ τούτου, το λειτουργικό σύστημα του υπολογιστή βιομηχανικού τύπου (IPC) πρέπει να υποστηρίζει πραγματικές απαιτήσεις. Η επιλογή ενός Συστήματος Πραγματικού Χρόνου (RTOS) ή ενσωματωμένου λειτουργικού συστήματος μπορεί να εξασφαλίσει την εγκαιρότητα και την ακρίβεια της επεξεργασίας δεδομένων.

5. Δυνατότητα επέκτασης

Καθώς οι εφαρμογές των συστημάτων μηχανικής όρασης συνεχώς επεκτείνονται, ο υπολογιστής βιομηχανικού τύπου (IPC) πρέπει να διαθέτει καλή δυνατότητα επέκτασης, ώστε να είναι δυνατή η προσθήκη σκληρών δίσκων, μνήμης, δικτυακών προσαρμογέων κ.λπ., για να υποστηρίζεται η βελτίωση και η βελτιστοποίηση των λειτουργιών του συστήματος.

III. Σύγκριση διαμορφώσεων υλικού υπολογιστή βιομηχανικού τύπου (IPC)

Iv. Προτεινόμενες τυπικές διαμορφώσεις υλικού

Κατά την επιλογή ενός υπολογιστή βιομηχανικού σκοπού (IPC) για εφαρμογές μηχανικής όρασης, παρακάτω παρατίθενται μερικές προτεινόμενες τυπικές διαμορφώσεις υλικού που μπορούν να βοηθήσουν στην επιλογή του κατάλληλου IPC, με βάση τις διαφορετικές ανάγκες:

V. Περίληψη και Προτάσεις Επιλογής

Στις εφαρμογές μηχανικής όρασης, η επιλογή του IPC θα πρέπει να εστιάζει σε πολλαπλές πτυχές, όπως η απόδοση επεξεργασίας, η υποστήριξη διεπαφών, η προσαρμογή στο περιβάλλον, η πραγματική ώρα απόκριση και η δυνατότητα επέκτασης. Ένα κατάλληλο IPC πρέπει να μην ικανοποιεί μόνο τις ανάγκες αποτελεσματικής επεξεργασίας εικόνας, αλλά και να εξασφαλίζει σταθερή λειτουργία σε απαιτητικά περιβάλλοντα, διαθέτοντας επαρκή δυνατότητα σύνδεσης και επέκτασης.

Προτάσεις Επιλογής:

1. Για επεξεργασία εικόνας υψηλής ακρίβειας και πολύπλοκες εργασίες, επιλέξτε έναν Η/Υ επαγγελματικού τύπου (IPC) με ισχυρή CPU και GPU.

2.  Για πολλαπλές κάμερες και παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο, ο Η/Υ επαγγελματικού τύπου (IPC) πρέπει να διαθέτει υποστήριξη πλούσιων δικτυακών συνδέσεων και διεπαφών.

3.  Για εφαρμογές σε περιβάλλοντα με κραδασμούς, επιλέξτε έναν Η/Υ επαγγελματικού τύπου (IPC) με αντοχή σε κραδασμούς, σκόνη, υγρασία και υποστήριξη ευρέος εύρους θερμοκρασιών.

4.  Για εφαρμογές που απαιτούν υπολογιστική ισχύ στα όρια (edge computing), επιλέξτε ένα ενσωματωμένο σύστημα ή έναν συμπαγή Η/Υ επαγγελματικού τύπου (IPC) για ταχεία επεξεργασία δεδομένων.