Machine Vision kamera nedir?
Endüstriyel kamera olarak da adlandırılan bir Machine Vision kamera, bir 2D görüntü işleme sisteminin önemli bileşenidir. Ana işlevi, daha sonra bir donanım ve yazılım kombinasyonuyla işlenen görüntüleri kaydetmektir. Elde edilen bilgiler çeşitli uygulamalar için hazırlanır.
Bir üretim sistemindeki görüntü işleme uygulamasına tipik bir örnek kalite kontrolü, varlık kontrolü ve bütünlük kontrolüdür. Burada bir üretim bandında üretilen bir parçanın belli bir özelliği analiz edilir. Bu şekilde parçanın kalite kriterlerine uygun olup olmadığı ya da gerektirse ıskartaya ayrılmasının gerekip gerekmediği kontrol edilebilir.
2D görüntü işleme sistemlerinin kamera varyantları
Satır kameraları h4>
Satır kameraları özellikle sürekli kontrol proseslerinde kullanılır. Özellikle objelerin konveyör bantlarında hareket ettiği veya sonsuz malzemenin işlendiği uygulamalar için uygundur. Yüzey kameralarının aksine, satır kameraları görüntüyü tek seferde değil, satırlar halinde yakalar. Eksiksiz bir görüntü oluşturmak için obje, kayıt sırasında kameranın görüş alanında hareket etmelidir. Yazılım daha sonra her bir satırı birleştirerek genel bir görüntü oluşturur. Bu tür uygulamalarda geleneksel 2D kameralardan çok daha hızlıdırlar ve bu nedenle özellikle yüksek hızlı uygulamalar için uygundurlar.
Özellikle sürekli çalışan proseslerde performansları genellikle 2D kameralarınkinden daha yüksektir. Görüntü kalitesi önemli ölçüde objenin düzgün hareketi, kayıt zamanı, satır çözünürlüğü ve pozlama süresi gibi faktörlere bağlıdır. Tipik uygulama örnekleri; kumaş, kağıt, kumaş ve diğer sürekli ürünlerinde kesintisiz ve hassas görüntü yakalama gerektiren kalite kontrol uygulamalarıdır.
Yüzey kameraları h4>
Satırdan satıra bir görüntü yakalayan satır kamerasının aksine, yüzey kamerası tüm görüntüyü bir seferde yakalayan bir görüntü sensörüyle çalışır. Bu, tek bir çekimle komple iki boyutlu bir görüntü oluşturabileceği anlamına gelir.
Yüzey kameraları, endüstriyel kalite kontrolü, tıbbi görüntüleme, gözetim sistemleri ve yüksek hassasiyet ve hızlı görüntü işleme gerektiren birçok alanda anında ve eksiksiz görüntüleme gerektiren her yerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kamera ve obje arasında göreceli hareket gerekmediğinden özellikle sabit objeler için uygundurlar.
Avantajı, ayrıntılı ve yüksek çözünürlüklü 2D görüntüleri hassas bir şekilde yakalamaktır. Özellikle çok yüksek görüntü kalitesi gerektiren uygulamalarda yüzey kameraları kullanılır.
Yüzey kameraları arasındaki fark: Machine Vision Kameralar ve Akıllı Kameralar
Machine Vision kameralar h3>
Görüntü değerlendirmesi ya Machine Vision kontrol ünitesi ve görüntü işleme yazılımı üzerinden ya da üçüncü taraf bir yazılım yardımıyla bağımsız bir çözüm olarak gerçekleştirilir
Birden fazla kamera tek bir Machine Vision kontrol ünitesine bağlanabilir
Machine Vision kontrol ünitesinin yüksek işleme gücü sayesinde daha hızlı proses süreleri
Çok yüksek çözünürlüklü denetim görevleri için uygundur
Kompakt kamera tasarımı
Kamera seçimi görüntü çipinde başlar
Görüntü çipi nedir?
Monokrom mu, yoksa renkli kamera mı? Neyi, ne zaman kullanmalıyım?
Gerçek görüntü
Monokrom kamerayla görüntü kaydı
Monokrom bir kamera, gri değerleri ayırt edebilir.
Renkli kamerayla görüntü kaydı
Bir renkli kamera, objelerin renk değerlerini ayırt edebilir.
Global veya Rolling Shutter'lı CMOS sensörlerin çalışma prensibi
CMOS görüntü sensörlerinde, bir görüntünün nasıl kaydedileceğini ve okunacağını kontrol eden iki pozlama yöntemi vardır. Bu yöntemler pozlama süresini ve dolayısıyla kamera sensöründe elektronlara dönüştürülen değer olarak verilen ışık miktarını belirler. Global Shutter ve Rolling Shutter arasındaki fark:
Global Shutter h3>
| Tüm görüntü yüzeyi eşzamanlı pozlanır |
| Statik ve dinamik uygulamalar için |
| Hareketli objelerde görüntü bozulması olmaz |
Rolling Shutter h3>
| Satırlar zamansal olarak kaydırılarak aydınlatılır |
| Durağan uygılamalar için |
| Hızlı obje hareketlerinde görüntü bozulmaları (Rolling Shutter efekti) |
| Sabit görüntülerin alınması |
Rolling Shutter Efekti h4>
Endüstriyel görüntü işlemede monokrom ve renkli kameralar arasında ayrım yapılır. Monokrom kameralar gri tonları algılar ve bunu yaparken görüntüdeki parlaklık farklarına yoğunlaşır. Bu sayede, yüzeylerin denetimi ya da objelerin ölçülmesi gibi, ince kontrast ve ayrıntı gerektiren uygulamalar için özellikle uygundurlar.
Renkli bir kamera, objeleri birbirinden ve arka plandan ayırt edebilir. Piksellerdeki kırmızı, yeşil ve mavi filtreler sayesinde 16,7 milyona kadar renk spektrumu yakalanabilir. Bu sayede, monokrom kameralarla ayırt edilemeyen farklı renkteki objeler algılanabilir.
Diğer sensör özellikleri
Görüntü sensörleri veya görüntü çipleri sensör boyutu, çözünürlük, piksel boyutu, kare hızı, ışık hassasiyeti ve dinamik aralık gibi birçok özellikte farklılık gösterir. Çözünürlüğe bağlı olarak endüstriyel görüntü işlemede farklı boyutlarda sensörler kullanılır. Daha büyük modeller genellikle daha yüksek performans sunar, ancak sınırlı alana sahip kompakt kamera sistemleri için daha az uygundur.
Daha küçük görüntü çiplerinin dezavantajlarını en aza indiren daha iyi üretim prosesleri nedeniyle, piyasada daha küçük sensör boyutlarına yönelme eğilimi görülmektedir. Sensör boyutu azaldıkça, her bir piksel için yer de azalır. Bir piksel ne kadar büyükse o kadar fazla ışık alabilir ve bu da uygulamanın ek ışık ihtiyacını buna göre azaltır.
Bu nedenle, özellikle hızlı dinamik prosesler gibi kısa pozlama sürelerine sahip endüstriyel uygulamalarda, güvenilir bir görüntü kalitesi için piksel sayısı ve piksel boyutu arasında dengeli bir oran belirleyicidir.
Görüntü işlemede genellikle kısa pozlama süreleri şart koşulduğundan, örneğin hızlı dinamik uygulamalarda, burada özellikle piksel sayısı ve boyutu arasındaki dengeye dikkat edilmelidir.
Çözünürlük
Kare hızı
Pozlama süresi
Her uygulama için doğru çözünürlük
| Çözünürlük | Hassasiyet | Örnekler |
|---|---|---|
| 1,6 MP | Aşırı yüksek çözünürlük gerektirmeyen uygulamalar | Optik işaret algılama, montaj kontrolü, varlık kontrolü |
| 5 MP | Orta seviye ayrıntı hassasiyeti gerektiren uygulamalar | Ambalaj denetimleri |
| 12 MP | Yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalar | İnce mekanik parçaların denetimi |
| 24 MP | Çok yüksek bir çözünürlük ve ayrıntı kesinliği gerektiren uygulamalar | Hatalı yapı parçaları üzerindeki PCB'lerin kontrolü |
2D görüntü işleme sistemlerinin ana bileşenleri
Machine Vision kameraların arayüzü
Gigabit Ethernet (GigE)
Büyük görsel veri miktarlarının hızlı aktarımı
Protokol standardı sayesinde kolay entegrasyon
- Birden fazla kamera bir ağda çalıştırılabilir
Ayrıca Machine Vision kamerayı PoE (Power over Ethernet) aracılığıyla bir kabloyla bağlama olanağı vardır, böylece hem elektrik beslemesi, hem de veri aktarımı tek bir bağlantı üzerinden gerçekleşir.
Machine Vision kameraların kullanım olanakları
Pozisyon kontrolü
Robotik konumlandırma
Parça ölçümü
Kalite kontrol
Varlık kontrolü
İşlem takibi
Kod okuma
Sektörler arası uygulamalar için güvenilir çözüm
Otomotiv endüstrisi h3>
Otomobil iç kapılarının kalite kontrolü
Motor bloklarının kalite kontrolü
Otomatik vidalama için konum algılama
Elektrik endüstrisi h3>
PCB konum kontrolü
Yapı parçalarının hizalanmasının kontrolü
Fiş konektörü ve kablo denetimi
Paketleme endüstrisi h3>
Ambalajlarda hasar, kirlilik ya da eksik etiket kontrolü
Ambalajlarda etiket kontrolü
PET şişelerde son kullanma tarihi kontrolü
Gıda endüstrisi h3>
İçecek kutularının hizalanması
Ambalajlarda etiket kontrolü
Bağlı kapakların denetimi