Lựa chọn phần cứng: Những cân nhắc quan trọng khi chọn Máy tính Công nghiệp

Trong các ứng dụng thị giác máy, Máy tính Công nghiệp (IPC) đóng vai trò là thiết bị tính toán cốt lõi, đảm nhận nhiều nhiệm vụ như xử lý hình ảnh, phân tích dữ liệu và điều khiển thiết bị. Do thị giác máy thường đóng vai trò then chốt trong tự động hóa công nghiệp, kiểm tra chất lượng và điều khiển chính xác, việc lựa chọn IPC sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng và độ tin cậy của hệ thống.

Trong hệ thống thị giác máy, phần thu thập hình ảnh chủ yếu bao gồm sự kết hợp giữa camera công nghiệp, ống kính công nghiệp và nguồn sáng, trong khi phần xử lý hình ảnh được thực hiện thông qua phần mềm xử lý hình ảnh. Bộ thu khung hình có thể được hiểu là giao diện giữa camera công nghiệp (nguồn video) và máy tính (phần mềm). Các hình ảnh được bộ thu khung hình ghi lại sẽ được cung cấp cho máy tính hoặc các bộ xử lý khác để xử lý.

I. Các Tình Huống Ứng Dụng và Yêu Cầu

Các hệ thống thị giác máy được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như tự động hóa công nghiệp, kiểm tra chất lượng, dẫn hướng robot và điều khiển độ chính xác cao. Trong những lĩnh vực này, việc lựa chọn IPC cần được xác định dựa trên các điểm sau:

1. Yêu Cầu Về Xử Lý Hình Ảnh

Các hệ thống thị giác máy cần xử lý hiệu quả lượng lớn dữ liệu hình ảnh, do đó yêu cầu IPC phải có khả năng xử lý mạnh mẽ.

2. Khả Năng Kết Nối Thiết Bị

Việc kết nối các thiết bị như camera, cảm biến và PLC thông qua nhiều giao diện khác nhau thường là cần thiết. Do đó, IPC cần phải có đủ các giao diện đầu vào/ra (I/O).

3. Khả năng thích ứng với môi trường

Trong môi trường công nghiệp, thiết bị thị giác máy có thể tiếp xúc với các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, bụi và độ rung. Do đó, IPC cần phải có khả năng chống nhiễu mạnh và thích nghi tốt với môi trường.

II. Các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn IPC

Khi chọn một IPC phù hợp cho thị giác máy, cần xem xét các khía cạnh sau:

1. Hiệu năng xử lý

Các hệ thống thị giác máy thường yêu cầu xử lý hình ảnh và tính toán theo thời gian thực, đòi hỏi IPC phải có khả năng tính toán mạnh mẽ. Các tùy chọn bao gồm việc lựa chọn các model được trang bị CPU hiệu năng cao (ví dụ như bộ vi xử lý Intel Core i-series, Xeon) và GPU (ví dụ như card tăng tốc GPU NVIDIA) để hỗ trợ các tác vụ xử lý hình ảnh.

2. Yêu cầu về giao diện

Tốc độ lấy mẫu phản ánh tốc độ và khả năng xử lý hình ảnh của bộ chuyển đổi khung hình. Trong quá trình thu thập hình ảnh, cần lưu ý xem tốc độ lấy mẫu của bộ chuyển đổi có đáp ứng yêu cầu hay không.

3. Khả năng thích ứng với môi trường

Các hệ thống thị giác máy thường hoạt động trong môi trường tương đối khắc nghiệt như xưởng sản xuất nhà máy. IPC cần có khả năng chống rung, chống bụi, chống nước và hoạt động trong dải nhiệt độ rộng.

4. Hiệu suất và độ ổn định thời gian thực

Thị giác máy đòi hỏi phản hồi thời gian thực với các tín hiệu bên ngoài. Do đó, hệ điều hành của IPC cần hỗ trợ các yêu cầu thời gian thực. Việc lựa chọn hệ điều hành thời gian thực (RTOS) hoặc hệ điều hành nhúng có thể đảm bảo tính kịp thời và độ chính xác trong xử lý dữ liệu.

5. Khả năng mở rộng

Khi các ứng dụng hệ thống thị giác máy tiếp tục mở rộng, IPC cần có khả năng mở rộng tốt, cho phép dễ dàng bổ sung ổ cứng, bộ nhớ, giao diện mạng, v.v., nhằm hỗ trợ nâng cấp và tối ưu hóa chức năng hệ thống.

III. So sánh cấu hình phần cứng IPC

IV. Cấu hình phần cứng tiêu biểu được khuyến nghị

Khi chọn một IPC cho các ứng dụng thị giác máy, dưới đây là một số cấu hình phần cứng tiêu biểu được khuyến nghị để giúp lựa chọn IPC phù hợp dựa trên nhu cầu khác nhau:

V. Tóm tắt và Khuyến nghị Lựa chọn

Trong các ứng dụng thị giác máy, việc lựa chọn IPC nên tập trung vào nhiều khía cạnh bao gồm hiệu năng xử lý, hỗ trợ giao diện, khả năng thích nghi với môi trường, hiệu năng thời gian thực và khả năng mở rộng. Một thiết bị IPC phù hợp không chỉ đáp ứng nhu cầu xử lý hình ảnh hiệu quả mà còn đảm bảo hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt, có đủ khả năng kết nối và tiềm năng mở rộng.

Khuyến nghị lựa chọn:

1. Đối với xử lý hình ảnh độ chính cao và các tác vụ phức tạp, hãy chọn IPC được trang bị CPU và GPU mạnh mẽ.

2.  Đối với nhiều camera và giám sát thời gian thực, IPC cần có hỗ trợ mạng và giao diện phong phú.

3.  Đối với các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt, hãy chọn IPC có chức năng chống sốc, chống bụi, chống nước và hỗ trợ dải nhiệt độ rộng.

4.  Đối với các ứng dụng yêu cầu điện toán biên, hãy chọn hệ thống nhúng hoặc IPC nhỏ gọn để đạt được xử lý dữ liệu nhanh chóng.