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Smart Camera 和视觉传感器技术

作为传感器格式的完整图像处理系统,Smart Camera 和视觉传感器可以轻松地设置图像处理应用。凭借直观的操作和最大化的功能,可以完成工业图像处理的各种任务,轻松地组装和设置基于 PC 的视觉系统。

什么是 Smart Camera?

Smart Camera 将图像拍摄和分析集成在一个外壳中。光学系统和照明系统通常不是固定安装的,可以单独配置。因此,应用范围与传统的基于 PC 的视觉系统相当。智能相机通常具有一个可与复杂图像处理程序相媲美的软件环境,涵盖从简单到广泛的软件包。

B60 Smart Camera,设有自动对焦功能和 C 接口

Smart Camera 如何工作?

智能相机的特点是将图像拍摄和分析融合在一个紧凑而坚固的外壳中。通过安装的处理器在内部对采集的原始图像数据进行进一步处理,从而能够直接输出结果(例如合格件/不合格件)。与强大的软件相结合,可以成功地完成不同任务。通常通过以太网接口访问设备,并通过图形用户界面编写应用程序。通过将智能硬件与功能强大的软件相结合,有时甚至可以单独编程,用户可以获得适用于其应用的高性能解决方案。作为全套解决方案,Smart Camera 可大大地简化了图像处理项目的设置。

Smart Camera 与视觉传感器有何区别?

视觉传感器与 Smart Camera 的界限并非总是很清楚,因为过渡特征不明显。

什么是视觉传感器?

视觉传感器的结构特别紧凑,除了照明系统之外,其系统还配有适当的光学元件。视觉传感器的分辨率和计算能力通常受到限制,并且针对特定应用进行了最佳调整。即使不具备工业图像处理的专业知识,也可快速配置软件。预先训练的神经网络使用得越来越多,用户可以使用较少的参考图像对合格/不合格品进行简单的分类。应用领域通常限于简单的识别任务、存在性检查和简单的测量应用。

什么时候使用 C 口摄像头,什么时候使用自动对焦?

L’optique d’une caméra définit le champ de vision résultant pour une distance de travail donnée. Pour la plupart des applications industrielles de traitement d’images, ces paramètres sont fixés par la taille de l’objet et la configuration de montage connues. Cela explique l’utilisation d’objectifs à monture C. Le choix de l’objectif approprié dépend de la distance de travail, ainsi que des tailles de l’objet et du capteur. Le calculateur de vision facilite ici le choix de l’objectif adapté.



Si au moins l’un des paramètres optiques de base est variable, la mise au point doit être adaptée en conséquence le plus rapidement possible. Les appareils avec autofocus permettent de programmer différentes positions de mise au point. Pour l’inspection d’emballages de différentes tailles, par exemple, une caméra avec autofocus est nécessaire en raison de la distance de travail variable. 
 
Une Smart Camera B60 avec monture C utilisée à distance de travail constante.

Smart Camera avec monture C

Une Smart Camera B60 avec monture C utilisée à distance de travail constante.

Smart Camera 配有自动对焦功能

Comment fonctionne un autofocus ?

Les appareils avec autofocus garantissent des images haute résolution grâce au réglage automatique de la mise au point sur des zones sélectionnées de l’image, même lorsque les distances varient. Dans le domaine du traitement d’images industrielles, deux méthodes d’autofocus sont principalement utilisées : les lentilles liquides et la mise au point mécanique. Ces deux procédés utilisent une mesure du contraste basée sur l’image et présentent chacune des avantages et des inconvénients.
Le choix entre les lentilles liquides et la mise au point mécanique dépend des exigences spécifiques de l’application concernée. Alors que les lentilles liquides convainquent avant tout par une vitesse de focalisation élevée et leur longévité, les systèmes mécaniques marquent des points en termes de précision et de coût.

Mise au point mécanique de l’objectif

Les systèmes mécaniques utilisent des moteurs ou des actionneurs qui règlent la position de l’objectif pour la mise au point.
Les STM permettent d’obtenir une mise au point précise et uniforme en déplaçant les éléments de lentille par petits pas fixes. Ils sont particulièrement convainquants pour les environnements dans lesquels la stabilité et la reproductibilité des réglages de la mise sont des facteurs essentiels.
Les VCM sont utilisés pour obtenir une mise au point précise et rapide en déplaçant les éléments de lentille par une force électromagnétique. Ils se distinguent par leur fiabilité, leur longévité et leur capacité à fournir des performances constantes, y compris dans les environnements exigeants.
Les USM utilisent des oscillations ultrasoniques générées par des éléments piézoélectriques pour obtenir une mise au point précise et rapide. Ils convainquent par leur fiabilité et leur efficacité dans les environnements exigeants.

Lentille liquide (LEM)

Les lentilles liquides utilisent les propriétés physiques des liquides pour ajuster la distance focale, sans pièces mobiles sur le plan mécanique. L’application d’une tension électrique modifie la forme du liquide et ainsi la réfraction de la lumière qu’il produit. Ce système implique l’utilisation d’un contrôleur électronique en plus de la compensation de température. Les temps de préchauffage correspondants, généralement 5 minutes environ, doivent être respectés.

Quelle technologie convient le mieux à l’application ? Les différences en bref

Quelle est l’importance de l’éclairage intégré ?

L’éclairage est essentiel lors de l’utilisation de Smart Cameras et de capteurs de vision. Pour compenser la lumière ambiante faible ou non homogène, les Smart Cameras et capteurs de vision avec autofocus sont généralement équipés d’un éclairage intégré. Les modules d’éclairage, souvent interchangeables, peuvent être remplacés directement sur site, en fonction de l’application concernée. Il s’agit généralement d’une lumière incidente, les éclairages intégrés ne pouvant pas être orientés de manière variable par rapport à la caméra. Pour créer des situations d’éclairage aussi homogènes que possible, sans réflexion, certains modèles permettent de commander séparément certains segments. Pour les courtes distances de travail en particulier, cela permet de simuler différents angles d’éclairage et d’assurer ainsi une exposition diffuse ou l’extraction de caractéristiques spécifiques. Pour les distances de travail plus importantes et les applications avec lumière transmise, une technique d’éclairage externe est souvent utilisée.

Quelle résolution convient à quelle application ?

0,4 mégapixel (VGA)

Applications simples, p. ex. contrôles de présence, etc.

1,6 mégapixel

Contrôles de montage, reconnaissance optique des caractères, etc.

5 mégapixels

Applications nécessitant une précision élevée, p. ex. mesures, inspections, etc.

≥ 12 mégapixels

Inspections de haute précision 

Qu’est-ce qu’une puce de traitement d’image ?

La puce de traitement d’image (également appelée capteur d’image) est un composant électronique sensible à la lumière. La lumière entrante (photons) est convertie en charge électrique par l’effet photoélectrique. Dans l’industrie, on utilise essentiellement des capteurs monochromes, qui génèrent moins de trafic de données. Il s’agit le plus souvent de capteurs à semiconducteur à oxyde métallique complémentaire (CMOS).
Vue éclatée d’une Smart Camera B60 avec représentation de la puce de traitement d’image.

De quoi dépend la taille d’une puce d’image ?

Les capteurs pour le traitement d’image industriel sont disponibles en différentes tailles, selon la résolution souhaitée. Plus ils sont grands, plus la technique est performante, mais moins ils sont pratiques pour des caméras compactes offrant un espace restreint. Compte tenu des progrès réalisés au niveau des processus de fabrication, qui minimisent les inconvénients des puces d’image plus petites, le marché tend vers des tailles de capteurs de plus en plus réduites. Si la puce d’image est plus petite, il reste moins de place pour les différents pixels. Plus un pixel individuel est grand, plus il peut absorber de lumière et moins il est nécessaire d’en transmettre à l’application. Dans la mesure où le traitement d’images exige souvent des temps d’exposition courts, par exemple dans les applications dynamiques rapides, il convient ici de veiller tout particulièrement à l’équilibre entre le nombre et la taille des pixels. 

什么时候使用彩色图像芯片?

在极少数情况下,需要使用彩色摄像头,即带彩色图像芯片的摄像头。仅在必须通过细微的色差来检测特征时,才建议使用彩色图像芯片。这是因为与彩色图像芯片相比,单色式传感器具有明显较高的光敏度,并且由于数据流量较少,对处理时间具有积极的影响。
 
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