Розумні камери у машинному баченні

У сфері автоматизації виробництва та прецизійного контролю системи машинного бачення постали незамінними інструментами. Серед ключових компонентів цих систем розумні камери відіграють все більш важливу роль. У цій статті розглядаються відмінності між розумними камерами та традиційними промисловими камерами, а також наведені дві найбільш поширені сфери використання розумних камер у машинному баченні.

Рівень інтеграції

Рівень інтеграції

Традиційні промислові камери часто є лише однією частиною більшої системи машинного бачення. Вони в основному відповідають за зйомку зображень, а потім ці зображення потрібно передати в зовнішній процесорний блок, наприклад, на ПК, для подальшого аналізу. Це вимагає додаткових компонентів, таких як плати введення зображень, і складного кабельного з'єднання для підключення камери до процесорного пристрою.

Навпаки, інтелектуальні камери є високоінтегрованими системами. Вони поєднують зйомку зображень, обробку та в деяких випадках навіть функції зв'язку в одному компактному пристрої. Ця інтеграція не тільки спрощує загальну архітектуру системи, але й зменшує потребу в розгалуженому зовнішньому обладнанні, що робить їх більш ефективними з точки зору використання простору та простішими для впровадження в різних промислових умовах.

Обробна здатність

Промислові камери зазвичай покладаються на обчислювальну потужність зовнішнього комп'ютера для виконання завдань, таких як аналіз зображень, витягання ознак і прийняття рішень. Камера захоплює необроблені дані зображення, а програмне забезпечення обробки, встановлене на ПК, використовує алгоритми для інтерпретації цих даних. Ця конфігурація може стикатися з проблемами швидкості обробки, особливо при роботі з високоякісними зображеннями або в реальному часі, оскільки передача даних між камерою і ПК може стати вузьким місцем.

Розумні камери, з іншого боку, оснащені вбудованими процесорами. Ці процесори можуть варіюватися від потужних цифрових процесорів сигналів (DSP) до спеціалізованих пристроїв обробки зображення. Завдяки вбудованим обчислювальним можливостям, розумні камери можуть негайно аналізувати отримані зображення. Вони здатні виконувати складні завдання, такі як розпізнавання зразків, зчитування штрих-кодів та виявлення дефектів у режимі реального часу, без необхідності очікування, поки дані буде надіслано та оброблено зовнішнім пристроєм. Така здатність обробки в режимі реального часу робить розумні камери більш чутливими й придатними для застосувань, де швидке прийняття рішень є критичним.

Зручність використання

Налаштування системи машинного бачення за допомогою традиційної промислової камери часто вимагає певного рівня технічної кваліфікації. Користувачеві потрібно налаштувати не тільки параметри камери, такі як час експозиції, підсилення та роздільна здатність, але й встановити та налаштувати відповідне програмне забезпечення для обробки зображень на комп'ютері. Крім того, забезпечення належного зв'язку між камерою та комп'ютером через правильне встановлення драйверів і налаштувань мережі може бути складним процесом.

Розумні камери, однак, створені з урахуванням зручності для користувача. Вони зазвичай мають інтуїтивно зрозумілі інтерфейси програмного забезпечення, які дозволяють операторам, що мають мало або зовсім не мають досвіду у машинному баченні, легко налаштовувати камеру для своїх конкретних завдань. Багато розумних камер пропонують попередньо запрограмовані функції та шаблони для типових завдань, таких як контроль об'єктів або зчитування кодів. Така простота використання робить розумні камери доступними для ширшого кола галузей та користувачів, у тому числі для малих і середніх підприємств, які, можливо, не мають спеціалізованої команди експертів з машинного бачення.

Сфери застосування розумних камер

Контроль якості під час виробництва

Одним із найпоширеніших застосувань інтелектуальних камер у машинному баченні є контроль якості в машинобудуванні. Наприклад, у виробництві електронних компонентів інтелектуальні камери використовуються для перевірки якості паяних з'єднань на друкованих платах. Камера робить високоякісні знімки паяних місць, а її вбудована обчислювальна одиниця аналізує ці зображення в режимі реального часу. Використовуючи сучасні алгоритми розпізнавання зразків, інтелектуальна камера може швидко виявляти дефекти, такі як неправильно виконані паяні з'єднання, недостатня кількість припою або замикання між контактами.

У заводі з виробництва харчових продуктів і напоїв розумні камери використовуються для перевірки цілісності упаковки продуктів. Вони можуть виявити, чи правильно запечатана кришка пляшки, чи правильно нанесені етикетки чи є видимі дефекти упаковочного матеріалу. Постійно моніторинг виробничої лінії дозволяє розумним камерам забезпечити випуск лише тих продуктів, які відповідають найвищим стандартам якості, зменшуючи ризик потрапляння дефектних продуктів на ринок і мінімізуючи витрати на повернення.

Логістика та управління складами

Розумні камери також революціонізують логістику та управління складами. У великих розподільних центрах їх використовують для зчитування штрих-кодів і QR-кодів на пакетах. Під час переміщення пакетів стрічкою конвеєра розумні камери знімають зображення кодів і миттєво декодують інформацію. Це дозволяє точно відстежувати наявність товарів, ефективно сортувати посилки та безперешкодно інтегрувати з загальною системою управління складом.

Ще одне застосування в логістиці — це автоматизовані напрямні транспортні засоби (AGV). На AGV встановлюють смарт-камери, які допомагають їм орієнтуватися в середині складу. Камери знімають зображення навколишнього середовища, а бортова обчислювальна одиниця аналізує ці зображення, щоб виявити перешкоди, розпізнати шлях і забезпечити безпечне переміщення. Ця візуальна система навігації дозволяє AGV працювати ефективніше та безпечніше, підвищуючи загальну продуктивність складу.

У підсумку слід зазначити, що смарт-камери мають суттєві переваги порівняно з традиційними промисловими камерами з точки зору інтеграції, обчислювальної потужності та простоти використання. Їхнє застосування в машинному баченні, зокрема в забезпеченні якості та логістиці, змінює різні галузі, роблячи процеси більш ефективними, точними та автоматизованими. У міру подальшого розвитку технологій смарт-камери, як очікується, відіграватимуть ще більш важливу роль у майбутньому промислової автоматизації та не тільки.