Qu’est-ce qu’une Smart Camera ?
Les Smart Cameras intègrent des fonctions de capture et d’évaluation d’images dans un seul boîtier. Le plus souvent, l’optique et l’éclairage ne sont pas installés de manière fixe et peuvent être configurés individuellement. Il en résulte une diversité d’utilisation comparable à celle d’un système de vision classique basé sur PC. Les Smart Cameras disposent généralement d’un environnement logiciel simple ou complet, comparable à des programmes de traitement d’image complexes.
Comment fonctionne une Smart Camera ?
Les Smart Cameras se distinguent par leur capacité à réunir la capture et l’évaluation d’images dans un seul boîtier compact et robuste. Grâce au processeur intégré, les données d’image brutes saisies sont traitées en interne, permettant un affichage directe des résultats (p. ex. pièce conforme/pièce non conforme). Combinées à un logiciel performant, elles permettent de résoudre les tâches les plus diverses. L’accès à l’appareil s’effectue généralement via une interface Ethernet, et l’application est créée à l’aide d’une interface utilisateur graphique. En combinant des composants matériels intelligents avec des logiciels performants, pour certains programmables individuellement, les utilisateurs obtiennent une solution très performante pour leur application. En tant que solution complète, la Smart Camera simplifie considérablement la mise en place d’un projet de traitement d’images.
Quelle est la différence entre les Smart Cameras et les capteurs de vision ?
La distinction entre les capteurs de vision et les Smart Cameras n’est pas toujours évidente, car la transition entre les deux s’effectue en toute fluidité.
Qu’est-ce qu’un capteur de vision ?
Les capteurs de vision sont des modèles particulièrement compacts dont les systèmes comportent déjà, outre l’éclairage, une optique adaptée. En règle générale, la résolution et la puissance de calcul des capteurs de vision sont limitées et adaptées de manière optimale à une application donnée. Le logiciel peut être configuré rapidement, même sans connaissances spécifiques en traitement d’images industriel. De plus en plus souvent, on utilise des réseaux neuronaux connus qui permettent à l’utilisateur d’effectuer de simples classifications conformes/non conformes avec moins d’images de référence. Les domaines d’application se limitent généralement aux tâches d’identification simples, aux contrôles de présence et aux applications de mesure basiques.Comment savoir quand utiliser des caméras avec monture C ou avec autofocus ?
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.
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.
Smart Camera avec monture C
Smart Camera avec autofocus
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.
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
| Lentille liquide (LEM) | Lentille mécanique (STM, VCA, USM ; généralement à monture S) | |
|---|---|---|
| Vitesse |
Rapidité | Modérée à rapide |
| Précision |
Élevée | Élevée |
| Plage de température | Élevée | Modérée à élevée |
| Lentille autobloquante |
Non | Oui : STM, USM Non : VCA |
| Résistance élevée aux vibrations | Élevée | Modérée à élevée |
| Cycles (ISO/TS 20490:2024) | Modéré à élevé | Élevé |
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Vitesse
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Lentille liquide (LEM)
Rapidité
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Lentille mécanique (STM, VCA, USM ; généralement à monture S)
Modérée à rapide
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Précision
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Lentille liquide (LEM)
Élevée
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Lentille mécanique (STM, VCA, USM ; généralement à monture S)
Élevée
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Plage de température
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Lentille liquide (LEM)
Élevée
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Lentille mécanique (STM, VCA, USM ; généralement à monture S)
Modérée à élevée
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Lentille autobloquante
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Lentille liquide (LEM)
Non
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Lentille mécanique (STM, VCA, USM ; généralement à monture S)
Oui : STM, USM
Non : VCA |
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Résistance élevée aux vibrations
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Lentille liquide (LEM)
Élevée
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Lentille mécanique (STM, VCA, USM ; généralement à monture S)
Modérée à élevée
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Cycles (ISO/TS 20490:2024)
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Lentille liquide (LEM)
Modéré à élevé
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Lentille mécanique (STM, VCA, USM ; généralement à monture S)
Élevé
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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).
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.À quel moment les puces d’image couleur sont-elles utilisées ?
L’utilisation d’une caméra couleur, c’est-à-dire d’une caméra équipée d’une puce d’image couleur, est rarement nécessaire. Ce n’est que lorsque des caractéristiques doivent être détectées par de petites différences de couleur qu’il est recommandé de travailler avec des puces d’image couleur. En effet, les capteurs monochromes présentent une sensibilité à la lumière nettement supérieure à celle des puces d’image couleur, avec un effet positif sur le temps de traitement grâce à la réduction du trafic de données.
