हार्डवेयर चयन: औद्योगिक पीसी चुनने के लिए प्रमुख विचार
मशीन दृष्टि अनुप्रयोगों में, औद्योगिक पीसी (आईपीसी) कोर कंप्यूटिंग उपकरण के रूप में कार्य करता है, जो छवि प्रसंस्करण, डेटा विश्लेषण और उपकरण नियंत्रण जैसे कई कार्यों का पालन करता है। चूंकि मशीन दृष्टि अक्सर औद्योगिक स्वचालन, गुणवत्ता निरीक्षण और सटीक नियंत्रण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, आईपीसी के चयन से सीधे प्रभावित होता है सिस्टम के प्रदर्शन और विश्वसनीयता।
मशीन विजन सिस्टम में, छवि अधिग्रहण भाग मुख्य रूप से एक औद्योगिक कैमरा, औद्योगिक लेंस और प्रकाश स्रोत संयोजन से मिलकर बना होता है, जबकि छवि प्रसंस्करण भाग को छवि प्रसंस्करण सॉफ्टवेयर द्वारा लागू किया जाता है। फ्रेम ग्रेबर को औद्योगिक कैमरा (वीडियो स्रोत) और कंप्यूटर (सॉफ्टवेयर) के बीच इंटरफ़ेस के रूप में समझा जा सकता है। फ्रेम ग्रेबर द्वारा कैप्चर की गई छवियों को कंप्यूटर या अन्य प्रोसेसर द्वारा प्रसंस्करण के लिए आपूर्ति की जाती है।
I. अनुप्रयोग परिदृश्य और आवश्यकताएँ
मशीन विजन सिस्टम का उपयोग औद्योगिक स्वचालन, गुणवत्ता निरीक्षण, रोबोट मार्गदर्शन और उच्च-सटीक नियंत्रण जैसे क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है। इन क्षेत्रों में, आईपीसी के चयन को निम्नलिखित बिंदुओं के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए:
1. छवि प्रसंस्करण आवश्यकताएँ
मशीन विजन सिस्टम को बड़ी मात्रा में छवि डेटा को कुशलतापूर्वक प्रसंस्करित करने की आवश्यकता होती है, जिसके लिए आईपीसी में शक्तिशाली प्रसंस्करण क्षमता होनी चाहिए।
2. उपकरण कनेक्टिविटी
कैमरों, सेंसरों और पीएलसी जैसे उपकरणों को विभिन्न इंटरफ़ेस के माध्यम से कनेक्ट करना अक्सर आवश्यक होता है। इसलिए, आईपीसी में पर्याप्त इनपुट/आउटपुट (I/O) इंटरफ़ेस होने चाहिए।
3. पर्यावरणीय सुयोग्यता
औद्योगिक वातावरण में, मशीन विजन उपकरण उच्च तापमान, धूल और कंपन जैसी कठोर परिस्थितियों के संपर्क में आ सकते हैं। इसलिए, आईपीसी में मजबूत एंटी-इंटरफेरेंस क्षमताएं और पर्यावरण अनुकूलन क्षमताएं होनी चाहिए।
II. आईपीसी चयन में विचार करने योग्य कारक
मशीन विजन के लिए उपयुक्त आईपीसी का चयन करते समय निम्नलिखित पहलुओं पर विचार करना आवश्यक है:
1. प्रसंस्करण प्रदर्शन
मशीन विजन सिस्टम में आमतौर पर वास्तविक समय में छवि प्रसंस्करण और गणना की आवश्यकता होती है, जिसके लिए आईपीसी में शक्तिशाली कंप्यूटिंग क्षमता होनी चाहिए। विकल्पों में उच्च-प्रदर्शन वाले सीपीयू (जैसे इंटेल कोर i-सीरीज़, ज़ेऑन प्रोसेसर) और जीपीयू (जैसे एनवीडिया जीपीयू एक्सलेरेशन कार्ड) से लैस मॉडल का चयन करना शामिल है, जो छवि प्रसंस्करण कार्यों का समर्थन करते हैं।
2. इंटरफ़ेस आवश्यकताएं
सैंपलिंग दर फ्रेम ग्रेबर की छवियों को संसाधित करने की गति और क्षमता को दर्शाती है। छवि अधिग्रहण के दौरान, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि क्या फ्रेम ग्रेबर की सैंपलिंग दर आवश्यकताओं को पूरा करती है।
3. पर्यावरणीय सुयोग्यता
मशीन विजन सिस्टम अक्सर काफी कठोर परिस्थितियों जैसे कारखानों की वर्कशॉप में काम करते हैं। आईपीसी को कंपन प्रतिरोध, धूलरोधक, जलरोधक और व्यापक तापमान परिस्थितियों में संचालन जैसी क्षमताओं से लैस होना चाहिए।
4. वास्तविक समय का प्रदर्शन और स्थिरता
मशीन विजन को बाहरी संकेतों पर वास्तविक समय में प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है। इसलिए, आईपीसी के ऑपरेटिंग सिस्टम को वास्तविक समय की आवश्यकताओं का समर्थन करने की आवश्यकता होती है। एक रियल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम (आरटीओएस) या एंबेडेड ऑपरेटिंग सिस्टम का चयन करने से डेटा प्रसंस्करण के समय पर होने और सटीकता सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।
5.विस्तार योग्यता
चूंकि मशीन विजन सिस्टम अनुप्रयोगों का विस्तार लगातार हो रहा है, आईपीसी में अच्छी विस्तार योग्यता होनी चाहिए, जिससे हार्ड ड्राइव, मेमोरी, नेटवर्क इंटरफेस आदि को आसानी से जोड़ा जा सके और सिस्टम के कार्यों में अपग्रेड और सुधार का समर्थन मिल सके।
III. आईपीसी हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन की तुलना
आइटम |
आईपीसी की आवश्यकता |
विवरण |
प्रोसेसिंग पावर |
शक्तिशाली सीपीयू और जीपीयू समर्थन |
उच्च प्रदर्शन वाले सीपीयू (जैसे, इंटेल कोर, ज़ेऑन) और जीपीयू समर्थन के साथ आईपीसी का चयन करने की आवश्यकता होती है। |
इंटरफ़ेस की आवश्यकता |
शक्तिशाली सीपीयू और जीपीयू समर्थन |
यूएसबी, गिगई, आरएस-232/485, कैमरा लिंक जैसे इंटरफ़ेस प्रदान करने की आवश्यकता है। |
पर्यावरण अनुकूलनीयता |
धूलरोधी, जलरोधी, वाइड-तापमान सहन करने वाला, कम्पनरोधी |
आईपीसी को एक मजबूत एन्क्लोज़र की आवश्यकता है जो तापमान में उतार-चढ़ाव, धूल और कंपन जैसे कठोर वातावरण का सामना कर सके। |
वास्तविक समय की क्षमता |
आरटीओएस या एम्बेडेड ओएस का समर्थन |
वास्तविक समय में डेटा संसाधन का समर्थन करने वाले ओएस का प्रदाय करें ताकि वास्तविक समय में छवि संसाधन सुनिश्चित किया जा सके। |
विस्तारशीलता |
मॉड्यूलर डिज़ाइन और हार्डवेयर विस्तार का समर्थन करें |
अतिरिक्त मेमोरी, हार्ड ड्राइव, आई/ओ इंटरफ़ेस के समर्थन के लिए आसान सिस्टम विस्तार के लिए। |
Iv. अनुशंसित सामान्य हार्डवेयर विन्यास
मशीन विजन एप्लिकेशन के लिए आईपीसी का चयन करते समय, विभिन्न आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त आईपीसी के चयन हेतु निम्नलिखित कुछ अनुशंसित सामान्य हार्डवेयर विन्यास नीचे दिए गए हैं:
आवेदन परिदृश्य |
अनुशंसित हार्डवेयर विन्यास |
कारण |
उच्च-सटीक छवि संसाधन |
उच्च-प्रदर्शन सीपीयू (उदाहरण के लिए, इंटेल कोर i7/i9) + GPU (उदाहरण के लिए, NVIDIA Jetson) |
उच्च-प्रदर्शन प्रोसेसर और GPU छवि संसाधन कार्यों को तेज करते हैं, जो जटिल दृष्टि कार्यों के अनुकूल होते हैं। |
बहु-कैमरा समकालन मॉनिटर |
बहु-इंटरफ़ेस (GigE, USB3.0), उच्च-गति नेटवर्क |
कई इंटरफ़ेस कई कैमरों से वास्तविक समय में डेटा प्राप्ति और संचरण का समर्थन करते हैं, जिससे देरी नहीं होती है। |
कठोर वातावरण में संचालन |
कम्पन/धूल-रोधी आवरण, व्यापक-तापमान (-20°C~60°C) |
अत्यधिक तापमान, आर्द्रता, धूल जैसे कठोर वातावरण में उपयोग के लिए उपयुक्त; लंबे समय तक स्थिर संचालन सुनिश्चित करता है। |
एज कंप्यूटिंग की आवश्यकता |
उच्च-प्रदर्शन वाला एम्बेडेड सिस्टम (उदाहरण के लिए, ARM आर्किटेक्चर) |
एज कंप्यूटिंग कार्यों के लिए तेज़ स्थानीय प्रसंस्करण क्षमता की आवश्यकता होती है जिससे नेटवर्क लेटेंसी कम हो सके। |
औद्योगिक स्वचालन नियंत्रण |
मल्टीपल आई/ओ इंटरफ़ेस (उदाहरण के लिए, RS-232, CAN बस) |
आईपीसी को कई औद्योगिक उपकरणों के एक्सेस और नियंत्रण का समर्थन करना चाहिए, उपकरणों के बीच कुशल संचार सुनिश्चित करना चाहिए। |
V. सारांश और चयन सिफारिशें
मशीन दृष्टि अनुप्रयोगों में, आईपीसी के चयन में प्रसंस्करण प्रदर्शन, इंटरफ़ेस समर्थन, पर्यावरणीय अनुकूलन, वास्तविक समय प्रदर्शन और विस्तारशीलता सहित कई पहलुओं पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। एक उपयुक्त आईपीसी को केवल कुशल छवि प्रसंस्करण की आवश्यकताओं को पूरा करना ही नहीं बल्कि कठोर वातावरण में स्थिर संचालन सुनिश्चित करना भी चाहिए, पर्याप्त कनेक्टिविटी और विस्तार क्षमता होनी चाहिए।
चयन सिफारिशें:
1. उच्च-सटीक छवि प्रसंस्करण और जटिल कार्यों के लिए, एक शक्तिशाली सीपीयू और जीपीयू से लैस आईपीसी का चयन करें।
2. एकाधिक कैमरों और वास्तविक समय की निगरानी के लिए, आईपीसी में समृद्ध नेटवर्क और इंटरफ़ेस समर्थन होना चाहिए।
3. धूल से सुरक्षित, जलरोधी कार्यों और विस्तृत तापमान सीमा का समर्थन करने वाले आईपीसी का चयन करें।
4. एज कंप्यूटिंग आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए, एम्बेडेड सिस्टम या कॉम्पैक्ट आईपीसी का चयन करें ताकि त्वरित डेटा प्रसंस्करण सुनिश्चित किया जा सके।