EN
Izbira strojne opreme: Ključni dejavniki pri izbiri industrijskih računalnikov
V aplikacijah strojnega vida industrijski računalnik (IPC) služi kot osnovna računska enota, ki izvaja več nalog, kot so obdelava slik, analiza podatkov in krmiljenje opreme. Ker strojni vid pogosto igra ključno vlogo pri industrijski avtomatizaciji, kontroli kakovosti in natančnem krmiljenju, izbira IPC-ja neposredno vpliva na zmogljivosti in zanesljivost sistema.
V sistemu strojnega vida sestavljajo del za pridobivanje slik predvsem industrijska kamera, industrijski objektiv in kombinacija svetlobnega vira, medtem ko je del za obdelavo slik izveden z programsko opremo za obdelavo slik. Slikovni zajemnik si lahko predstavljamo kot vmesnik med industrijsko kamero (video vir) in računalnikom (programsko opremo). Slike zajete s slikovnim zajemnikom se dobavijo računalniku ali drugim procesorjem za obdelavo.
I. Primeri uporabe in zahteve
Sistemi strojnega vida se pogosto uporabljajo v področjih kot so industrijska avtomatizacija, kontrola kakovosti, vodenje robotov in visoko natančno krmiljenje. V teh področjih moramo izbiro IPK določiti na podlagi naslednjih točk:
1. Zahteve glede obdelave slik
Sistemi strojnega vida morajo učinkovito obdelati veliko količino podatkov o slikah, kar zahteva, da IPK ima močne procesorske zmogljivosti.
2. Povezljivost naprav
Pogosto je potrebno povezati naprave, kot so kamere, senzorji in PLC-ji, prek različnih vmesnikov. Zato mora imeti IPC zadostno število vhodno/izhodnih (I/O) vmesnikov.
3. Prilagodljivost okolju
V industrijskih okoljih so lahko naprave za strojno vid vidne ekstremnim pogojem, kot so visoke temperature, prah in tresenje. Posledično mora imeti IPC močne protiinterferenčne sposobnosti in prilagodljivost okolju.
II. Dejavniki pri izbiri IPC-ja
Pri izbiri ustreznega IPC-ja za strojno vidnost je potrebno upoštevati naslednje vidike:
1. Računska zmogljivost
Sistemi strojne vidnosti običajno zahtevajo obdelavo slik v realnem času in izračune, kar zahteva, da ima IPC močno računsko zmogljivost. Možnosti vključujejo izbiro modelov z visok zmogljivimi procesorji (npr. Intel Core i-serija, Xeon procesorji) in grafičnimi karticami (npr. NVIDIA GPU kartice za pospeševanje) za podporo nalogam obdelave slik.
2. Zahteve glede vmesnikov
Vzorčevalna frekvenca prikazuje hitrost in zmogljivost frame grabberja pri obdelavi slik. Pri pridobivanju slik je treba biti pozoren, ali vzorčevalna frekvenca frame grabberja ustrezno zahtevom.
3. Prilagodljivost okolju
Sistemi strojnega vida pogosto delujejo v sorazmerno težkih okoljih, kot so tovarne in delavnice. IPC mora imeti zmožnosti, kot so odpornost proti tresu, zaščita pred prahom, vodoodpornost in delovanje v širokem temperaturnem območju.
4. Pravočasna učinkovitost in stabilnost
Strojni vid zahteva takojšnji odziv na zunanje signale. Zato operacijski sistem IPC-ja mora podpirati realnočasovne zahteve. Izbira realnočasovnega operacijskega sistema (RTOS) ali vgrajenega operacijskega sistema zagotavlja pravočasnost in natančnost obdelave podatkov.
5. Možnosti razširitve
Ko se aplikacije sistemov strojnega vida nadaljujejo, mora imeti IPC dobre možnosti razširitve, kar omogoča enostavo dodajanje trdih diskov, pomnilnika, omrežnih vmesnikov itd., da podpre optimizacijo in nadgradnjo funkcij sistema.
III. Primerjava konfiguracij strojne opreme IPC-ja
|
Element |
Zahteve IPC-ja |
Opis |
|
Procesna moč |
Močan CPU in GPU |
Treba je izbrati IPC z visok zmogljivim procesorjem (npr. Intel Core, Xeon) in podporo GPU-ja. |
|
Potrebe vmesnika |
Močan CPU in GPU |
Treba zagotoviti vmesnike, kot so USB, GigE, RS-232/485, Camera Link. |
|
Prilagodljivost okolju |
Vodoodporen, prašno odporen, temperaturno odporen. |
IPC potrebuje odporno ohišje, ki zmore trpežna okolja, kot so nihajne temperature, prašnost in vibracije. |
|
Takojšnja zmogljivost |
Podpora za RTOS ali vgrajen OS |
Zagotoviti operacijski sistem, ki podpira takojšnjo obdelavo podatkov za zagotavljanje takojšnje obdelave slik. |
|
Razširljivost |
Podpora modularni zasnovi in strojni razširitvi |
Podpora za dodajanje dodatne pomnilnik, trdih diskov, I/O vmesnikov za priročno razširitev sistema. |
IV. Priporočene tipične strojne konfiguracije
Pri izbiri računalnika za industrijske aplikacije strojnega vida so spodaj navedene nekatere priporočene tipične strojne konfiguracije, ki vam lahko pomagajo pri izbiri ustreznega računalnika glede na različne potrebe:
|
Scenarij uporabe |
Priporočena strojna konfiguracija |
Razlog |
|
Natančno obdelava slike |
Visoko zmogljiv procesor (npr. Intel Core i7/i9) + grafična kartica (npr. NVIDIA Jetson) |
Visoko zmogljivi procesorji in grafična kartica pospešita naloge obdelave slik, primerni za kompleksne naloge strojnega vida. |
|
Sinhronizacija več kamer |
Večvmesniki (GigE, USB3.0), visokohitrostna omrežja |
Več vmesnikov podpira pridobivanje in prenos podatkov v realnem času z več kamer hkrati, zagotavlja brez zamude. |
|
Delovanje v težkih okoljih |
Ohišje odporno proti tresljajem/prahu, širok temperaturni razpon (-20°C~60°C) |
Primerno za težka okolja, kot so visoke temperature, vlažnost, prah; zagotavlja dolgoročno stabilno delovanje. |
|
Potrebe robnega računalništva |
Visoko zmogljiv sistem vgrajene tehnike (npr. ARM arhitektura) |
Naloge robnega računalništva zahtevajo hitro lokalno obdelavo podatkov, da zmanjšajo zakasnitev v omrežju. |
|
Ind. avtomatsko krmiljenje |
Več vhodno/izhodnih vmesnikov (npr. RS-232, CAN vodilo) |
IPC mora podpirati dostop in krmiljenje več industrijskih naprav, ter zagotavljati učinkovito komunikacijo med opremo. |
V. Povzetek in priporočila za izbiro
Pri izbiri IPC-ja za aplikacije strojnega vida je treba upoštevati več vidikov, kot so zmogljivost procesorja, podpora vmesnikom, prilagodljivost okolju, zmogljivost v realnem času in razširljivost. Ustrezen IPC mora ne samo ustrezati zahtevam učinkovite obdelave slik, temveč tudi zagotavljati stabilno delovanje v težjih okoljih ter imeti zadostno povezljivost in razširitveni potencial.
Priporočila za izbiro:
1. Za visokotočno obdelavo slik in kompleksne naloge izberite IPC z močnim procesorjem (CPU) in grafičnim procesorjem (GPU).
2. Pri uporabi več kamer in nadzoru v realnem času mora IPC podpirati bogato omrežno povezljivost in različne vmesnike.
3. Za uporabo v zahtevnih okoljih izberite IPC z odpornostjo proti tresenju, pršnim in vodnim poškodbam ter s podporo za široko temperaturno območje.
4. Za aplikacije, ki zahtevajo robovno računalništvo, izberite vgrajeni sistem ali kompakten IPC za hitro obdelavo podatkov.
