Fonctions principales du capteur d’images pour caméra industrielle (6 points clés)

La carte d'acquisition d'images (frame grabber) sert de centre de signal et de canal de données haute vitesse dans les systèmes de vision industrielle. Elle relie les caméras industrielles à l'ordinateur hôte, permettant la conversion de signaux, la transmission haute vitesse, le déclenchement précis, la synchronisation multi-caméra, la protection contre les interférences et le prétraitement matériel.

1. Conversion de signaux et adaptation des protocoles (fonction principale)

Caméras analogiques : Effectue une conversion analogique-numérique (ADC) afin de transformer les signaux vidéo analogiques en flux numériques de pixels.

Caméras numériques : Interprète les protocoles de communication industriels tels que Camera Link, CoaXPress (CXP) et GigE Vision, assure la traduction de l'interface physique et du protocole, et génère des formats d'images lisibles par ordinateur (par exemple, RAW → RGB/YUV).

2. Transmission stable haute vitesse et prévention des pertes d'images

Fournit une interface bus PCIe haute vitesse (par exemple, PCIe x4/x8/x16) pour répondre aux exigences de bande passante des caméras haute résolution ou à haut taux d'images (12,5 Gbps par canal CXP-12).

Équipé d'une mémoire cache haute vitesse embarquée (DDR) permettant de tamponner le décalage de débit de données entre la caméra et l'hôte, évitant ainsi efficacement la perte d'images et le déchirement d'image.

Intègre un conditionnement et une isolation de signaux de niveau industriel pour résister aux interférences électromagnétiques (EMI), garantissant une transmission de données stable dans des environnements industriels sévères.

3. Déclenchement temporel précis (au niveau matériel)

Prend en charge le déclenchement externe (par exemple capteurs photoélectriques, codeurs), le déclenchement logiciel et le déclenchement programmé avec une latence de réponse au niveau de la microseconde.

Contrôle précisement les instants d'exposition et la fréquence d'images, ce qui le rend adapté à la détection de mouvements à grande vitesse (par exemple tri sur ligne de production, mesure de composants semi-conducteurs), permettant une acquisition d'images répétable et hautement précise.

4. Synchronisation et coordination multi-caméras

Génère un signal de synchronisation unifié (par exemple PTP (Protocole de temps précis), GenLock) afin de réaliser une exposition synchrone de plusieurs caméras, assurant ainsi la cohérence des données pour la vision stéréoscopique et l'inspection à 360°.

Prend en charge l'acquisition simultanée sur plusieurs canaux afin de répondre aux exigences d'inspection parallèle multi-vues/multi-postes.

5. Prétraitement matériel (modèles haut de gamme)

Intègre des puces FPGA/ASIC pour effectuer un traitement accéléré par matériel, notamment la réduction du bruit, la correction des couleurs, le recadrage de la zone d'intérêt (ROI) et l'interpolation Bayer.

Réduit la charge supportée par le processeur (CPU) ou le processeur graphique (GPU) hôte et améliore les performances temps réel ainsi que le débit du système (par exemple, inspection AOI à haute vitesse).

6. Intégration et commande du système

Fournit des interfaces d'entrée/sortie numériques permettant une intégration transparente avec des automates programmables (PLC) et des contrôleurs de mouvement, assurant ainsi un flux de travail en boucle fermée « Acquisition – Analyse – Commande ».

Conforme à la norme GenICam, garantissant la compatibilité avec des caméras provenant de différents fabricants et simplifiant l'intégration du système.

Complément : cas où une carte d'acquisition d'images (frame grabber) est obligatoire

Pour des caméras à haute vitesse ou haute résolution (par exemple, bande passante > 10 Gbps, fréquence d'images > 1000 ips), lorsque les interfaces Ethernet ou USB standard ne suffisent pas.

Lorsqu’un déclenchement et une synchronisation au niveau de la microseconde sont requis (par exemple, inspection de semi-conducteurs, guidage de robots).

Pour les systèmes collaboratifs multi-caméras (par exemple, vision stéréoscopique, inspection parallèle sur plusieurs postes).

Dans des environnements industriels à forte interférence nécessitant une isolation matérielle pour un fonctionnement stable.