Tryby pracy kamery przemysłowej „Capture Modes”: wyzwalanie, synchronizacja i ciągły

Na liniach produkcyjnych automatyki przemysłowej często można zobaczyć maszyny, które cykają, robiąc zdjęcia — to właśnie pracują kamery przemysłowe. W przeciwieństwie do przypadkowych zdjęć smartfonem, te kamery podkreślały znaczenie terminowości, rytmu i nawet „bezosobowej współpracy”.

Dziś dowiemy się: Jak kamer przemysłowe faktycznie przechwytują obrazy? Jakie są najczęstsze tryby pozyskiwania obrazu? Kiedy należy stosować każdy z tych trybów?

ⅰ. Jak kamery przemysłowe przechwytują obrazy? Cztery powszechne metody

„Robienie zdjęcia” przez kamerę przemysłową oznacza w istocie pozyskanie obrazu. Proces ten może działać w kilku trybach:

1. Tryb ciągły: kamera jest zawsze w trybie „transmisji na żywo”  

(1) Nie są wymagane żadne warunki wyzwalania; kamera niezależnie ciągle wykonuje ekspozycję i przechwytuje obrazy.

(2) Strumień obrazu płynie nieprzerwanie jak wodospad, co czyni go odpowiednim do ciągłego monitorowania.

(3) Idealny do: monitoringu bezpieczeństwa, inspekcji o stałym tempie na taśmach transportowych itp.

(4) Zalety: Proste i wygodne. Wady: Generuje wiele obrazów, ale brakuje precyzji; nie można kontrolować dokładnego momentu wykonania zdjęcia.

2. Tryb wyzwalania: Wykonuje zdjęcie tylko wtedy, gdy ktoś powie "Capture!"

(1) Aparat wykonuje zdjęcie dopiero po otrzymaniu "polecenia wykonania zdjęcia".

(2) To polecenie może pochodzić z oprogramowania (wysłane przez komputer) lub sprzętu (np. sygnał elektryczny z PLC lub czujnika).

Wyzwalanie programowe: Komputer główny steruje aparatem za pomocą kodu, np. wywołując TriggerSoftware() aby wykonać pojedyncze zdjęcie.

Wyzwalanie sprzętowe: Zewnętrzne urządzenie wysyła sygnał elektryczny (np. zbocze narastające lub stan wysoki), a aparat natychmiast reaguje.

(3) Idealne do: szybkiego wykonywania zdjęć, koordynacji z ramionami robotów, pozyskiwania obrazów w precyzyjnych momentach.

3. Tryb synchronizacji: Wiele kamer wykonuje zdjęcia jednocześnie, w pełnej synchronizacji

(1) Podobnie jak przy robieniu zdjęcia grupowego, kilka kamer otrzymuje sygnał zsynchronizowany, a następnie wykonuje ekspozycję i zapis obrazu jednocześnie.

(2) Gwarantuje, że ujęcia z wielu kątów są wykonywane dokładnie w tym samym momencie czasowym, bez odchylenia czasowego.

(3) Idealne do: wizji stereoskopowej, systemów wizyjnych z wieloma kamerami itp.

4. Tryb synchronizacji czasowej: Synchronizacja z "zegarem"

(1) Zaawansowana wersja synchronizacji. Kamery nie tylko robią zdjęcia jednocześnie, ale także rejestrują "dokładne znaczniki czasu".

(2) Używa zegarów GPS lub protokołu PTP (Precision Time Protocol) do oznaczania znacznikami czasu każdego obrazu.

(3) Idealne do: zaawansowanych zastosowań wymagających "synchronizacji czasu globalnego", takich jak inspekcja torów kolejowych, systemy kamer na dużych odległościach itp.

ⅱ. Skąd pochodzą sygnały wyzwalające?

Prostymi słowami, sygnał wyzwalający mówi kamerze: "Czas teraz zrobić zdjęcie!"

(1) Wyzwalanie programowe

• Pochodzi z polecenia wydanego przez komputer/hosta.

• Zalety: Wygodne w użyciu, elastyczne podczas debugowania.

• Wady: Zazwyczaj wolniejszy czas reakcji w porównaniu do wyzwalaczy sprzętowych, opóźnienia wynoszące około 1–5 ms.

(2) Wyzwalacz sprzętowy

• Pochodzi od urządzeń zewnętrznych, takich jak sterowniki PLC, czujniki, przełączniki lub porty I/O.

• Zalety: Wysoka prędkość, duża stabilność, opóźnienia mogą sięgać zakresu mikrosekundowego, odpowiedni dla aplikacji wysokiej szybkości.

• Wady: Wymaga większej liczby połączeń i może być bardziej skomplikowany w konfiguracji.

iII. Wprowadzenie do obrotu  Jakie są różne formy działań wyzwalacza?

Sygnał nie polega tylko na słowie „przechwytuj”; pojawia się jako zmiana napięcia. Przemysłowe kamery rozumieją następujące typy:

ⅳ.  Dwa tryby wyzwalania: front vs. poziom – jaka jest różnica?

ⅴ.  Który tryb jest bardziej odpowiedni dla różnych scenariuszy zastosowań?

1. Strategia kolorów przyległych

Użyj koloru światła podobnego do koloru obiektu docelowego (np. zielone światło dla zielonych elementów). To rozjaśnia cel na obrazie i „neutralizuje” rozpraszające tło — np. zielone wzory na zielonych torebkach opakowaniowych wyblakają przy zielonym świetle, nie zakłócając rozpoznawania białego kodu QR .

2. Strategia kolorów dopełniających

Użyj koloru światła przeciwnego do koloru obiektu docelowego na kole barwnym (np. czerwony względem zielonego, niebieski względem żółtego). Tworzy to silny kontrast jasności — np. białe znaki na zielonym tle stają się jaśniejsze przy czerwonym świetle, podczas gdy tło ciemnieje, znacznie poprawiając współczynnik sukcesu rozpoznawania.

ⅵ. Podsumowanie: Najbardziej złożony tryb przechwytywania niekoniecznie jest najlepszy — najlepszy jest ten odpowiedni!

• Wymagana pełna pokrycie, a moment czasu nie jest krytyczny? Użyj trybu ciągłego.

• Potrzebujesz kontrolować dokładny moment i wymagasz precyzyjnego działania? Użyj trybu wyzwalania.

• Wiele kamer pracujących razem? Rozważ tryb synchronizacji lub czasowej synchronizacji.

• Do eksperymentów lub debugowania? Wyzwalanie oprogramowania jest często wystarczające.

• Do szybkich linii produkcyjnych? Wyzwalanie sprzętowe jest bardziej niezawodne.