EN
Підбір обладнання: ключові аспекти вибору промислових комп'ютерів
У застосуваннях машинного бачення промисловий комп'ютер (IPC) виступає як основний обчислювальний пристрій, що виконує кілька завдань, таких як обробка зображень, аналіз даних і керування обладнанням. Оскільки машинне бачення часто відіграє ключову роль у промисловій автоматизації, контролі якості та точному керуванні, вибір IPC безпосередньо впливає на продуктивність і надійність системи.
У системі машинного бачення частина отримання зображення в основному складається з промислової камери, промислового об'єктива та комбінації джерела світла, тоді як частина обробки зображення реалізується за допомогою програмного забезпечення для обробки зображень. Кадровий граббер можна розуміти як інтерфейс між промисловою камерою (джерелом відео) та комп'ютером (програмним забезпеченням). Зображення, захоплені кадровим граббером, подаються на комп'ютер або інші процесори для обробки.
I. Сфери застосування та вимоги
Системи машинного бачення широко використовуються в галузях, як промислова автоматизація, контроль якості, навігація роботів та високоточне керування. У цих галузях вибір промислового комп'ютера (IPC) має визначатися з урахуванням наступних пунктів:
1. Вимоги до обробки зображень
Системи машинного бачення мають ефективно обробляти величезні обсяги даних зображень, що вимагає від промислового комп'ютера (IPC) потужних обчислювальних можливостей.
2. Підключення пристроїв
Часто виникає необхідність у підключенні таких пристроїв, як камери, сенсори та програмовні логічні контролери (PLC) через різноманітні інтерфейси. Тому промисловий комп'ютер (IPC) має мати достатню кількість вхідних/вихідних (I/O) інтерфейсів.
3. Екологічна адаптованість
У промислових умовах обладнання машинного бачення може піддаватися впливу несприятливих умов, таких як висока температура, пил та вібрація. Відповідно, промисловий комп'ютер має мати сильні антиперешкоджувальні можливості та адаптивність до навколишнього середовища.
II. Чинники, які слід враховувати при виборі IPC
При виборі промислового комп'ютера, придатного для систем машинного бачення, слід враховувати такі аспекти:
1. Обчислювальні можливості
Системи машинного бачення зазвичай потребують обробки зображень та обчислень у реальному часі, що вимагає від промислового комп'ютера потужних обчислювальних ресурсів. Можна вибрати моделі, оснащені високопродуктивними процесорами (наприклад, Intel Core i-серії, процесорами Xeon) та графічними прискорювачами (наприклад, відеокартами NVIDIA GPU) для підтримки завдань обробки зображень.
2. Вимоги до інтерфейсів
Частота дискретизації відображає швидкість і можливості зчитувача кадрів у обробці зображень. Під час отримання зображення необхідно звертати увагу на те, чи відповідає частота дискретизації зчитувача вимогам.
3. Екологічна адаптованість
Системи машинного бачення часто працюють у порівняно важких умовах, наприклад, у виробничих цехах. Промисловий комп’ютер (IPC) має мати такі характеристики, як стійкість до вібрацій, пилозахист, водозахист та робота в діапазоні широких температур.
4. Робота в реальному часі та стабільність
Системи машинного бачення потребують оперативної реакції на зовнішні сигнали. Тому операційна система промислового комп’ютера має підтримувати вимоги до роботи в реальному часі. Вибір операційної системи реального часу (RTOS) або вбудованої операційної системи може забезпечити своєчасність та точність обробки даних.
5. Можливість розширення
Оскільки сфери застосування систем машинного бачення постійно розширюються, промисловий комп’ютер має мати добру можливість розширення, що дозволить легко додавати жорсткі диски, оперативну пам’ять, мережеві інтерфейси тощо для підтримки оновлення та оптимізації функцій системи.
III. Порівняння конфігурацій апаратного забезпечення промислових комп’ютерів
|
Товар |
Вимоги до промислового комп’ютера |
Опис |
|
Мощність обробки |
Потужна підтримка CPU та GPU |
Потрібно обрати промисловий комп’ютер із високопродуктивним процесором (наприклад, Intel Core, Xeon) із підтримкою GPU. |
|
Вимоги до інтерфейсів |
Потужна підтримка CPU та GPU |
Потрібно забезпечити інтерфейси, такі як USB, GigE, RS-232/485, Camera Link. |
|
Енв. Адаптованість |
Стійкість до вібрацій, пилу, води, широкий температурний діапазон. |
Промисловий комп'ютер має бути в стійкому корпусі, здатному витримувати важкі умови експлуатації, такі як перепади температури, пил та вібрації. |
|
Продуктивність у реальному часі |
Підтримка RTOS або вбудованої операційної системи |
Забезпечити операційну систему, що підтримує обробку даних у реальному часі, для забезпечення обробки зображень у реальному часі. |
|
Можливість розширення |
Підтримка модульного дизайну та розширення апаратних засобів |
Підтримка додавання додаткової пам'яті, жорстких дисків, інтерфейсів введення-виведення для зручного розширення системи. |
Iv. Рекомендовані типові конфігурації апаратних засобів
Під час вибору промислового комп'ютера (IPC) для застосування в машинному баченні нижче наведено кілька рекомендованих типових апаратних конфігурацій, які допоможуть обрати відповідний промисловий комп'ютер залежно від різних потреб:
|
Сценарій застосування |
Рекомендована апаратна конфігурація |
Причина |
|
Високоточна обробка зображень |
Високопродуктивний процесор (наприклад, Intel Core i7/i9) + GPU (наприклад, NVIDIA Jetson) |
Високопродуктивні процесори та GPU прискорюють завдання обробки зображень, адаптуючись до складних завдань машинного бачення. |
|
Синхронізація кількох камер |
Кілька інтерфейсів (GigE, USB3.0), високошвидкісна мережа |
Кілька інтерфейсів забезпечують збір та передачу даних у реальному часі з кількох камер, щоб уникнути затримок. |
|
Експлуатація в поганих умовах |
Корпус стійкий до вібрацій/пилюки, розширений діапазон температур (-20°C~60°C) |
Придатний для екстремальних умов, таких як висока температура, вологість, пил; забезпечує тривалу стабільну роботу. |
|
Потреби у крайових обчисленнях |
Високопродуктивна вбудована система (наприклад, архітектура ARM) |
Завдання крайових обчислень вимагають швидкої локальної обробки, щоб зменшити мережеву затримку. |
|
Промислова автоматизація та контроль |
Кілька інтерфейсів вводу/виводу (наприклад, RS-232, CAN-шина) |
Потрібно, щоб IPC підтримував доступ і керування кількома промисловими пристроями, забезпечуючи ефективний обмін даними між обладнанням. |
V. Узагальнення та рекомендації щодо вибору
У застосуваннях машинного бачення вибір IPC має зосереджуватися на кількох аспектах, включаючи продуктивність обробки, підтримку інтерфейсів, адаптивність до навколишнього середовища, реальний час, розширюваність. Відповідний IPC має не лише задовольняти потреби ефективної обробки зображень, але й забезпечувати стабільну роботу в екстремальних умовах, мати достатній рівень з'єднання та потенціал для розширення.
Рекомендації щодо вибору:
1. Для високоточної обробки зображень і складних завдань оберіть IPC із потужним процесором і графічним прискорювачем.
2. Для кількох камер і моніторингу в реальному часі, IPC має підтримувати багату мережу та інтерфейси.
3. Для застосувань у важких умовах оберіть IPC із ударостійкими, пилестійкими, водонепроникними функціями та підтримкою широкого температурного діапазону.
4. Для застосувань з обробкою даних на краю мережі оберіть вбудовану систему або компактний IPC для швидкої обробки даних.
