Requisiti tecnici dei robot per le telecamere

Alta risoluzione per attività versatili: i robot eseguono un'ampia gamma di attività, dalla precisione nella produzione industriale al riconoscimento facciale negli scenari di servizio, tutte operazioni che richiedono telecamere ad alta risoluzione. Nelle ispezioni industriali, l'alta risoluzione telecamere possono catturare chiaramente piccoli difetti sulle superfici dei prodotti, come piccoli graffi sui chip elettronici e punti di saldatura incompleti, garantendo la qualità del prodotto; negli scenari di monitoraggio della sicurezza, possono identificare chiaramente informazioni chiave come caratteristiche facciali e numeri di targa. In genere, le telecamere robotiche utilizzate nei settori industriale e della sicurezza dovrebbero avere un conteggio di pixel di oltre 5 milioni, con alcune applicazioni di fascia alta che richiedono persino 1 milione di pixel o più, corrispondenti a una risoluzione di 2592×1944 dpi o superiore, per soddisfare i severi requisiti per la cattura dei dettagli.

distribuzione e qualità dell'immagine: oltre al numero di pixel, anche l'uniformità della distribuzione dei pixel sul sensore di immagine influisce sulla qualità dell'immagine. I pixel distribuiti uniformemente possono causare sfocature locali o perdita di dettagli nelle immagini, garantendo una nitidezza uniforme su tutta l'immagine. Ad esempio, quando i robot della logistica catturano le merci, garantiscono che tutte le parti della possano essere riprese chiaramente senza che nessuna area risulti sfocata a causa di problemi di distribuzione dei pixel, il che potrebbe influire sul riconoscimento delle informazioni sulle merci.

Elevata per illuminazione complessa: gli ambienti di lavoro dei robot hanno condizioni di illuminazione complesse e mutevoli e possono esserci scenari diversi come interni ed esterni, giorno e notte, luce forte e debole. Le telecamere ad alta sensibilità (ISO) possono catturare luce sufficiente in ambienti con scarsa illuminazione, producendo immagini nitide e a basso rumore. Ad esempio, i robot di sicurezza in pattuglia notturna possono telecamere ad alta sensibilità per rendere l'immagine di sorveglianza chiara e catturare accuratamente le immagini di personale e oggetti sospetti. In genere, il valore ISO delle telecamere dei robot dovrebbe essere flessibile tra 100 e 6400 per adattarsi a diverse condizioni di illuminazione.

Ampia gamma dinamica per conservare i dettagli: l'ampia gamma dinamica (WDR) consente di catturare sia i dettagli luminosi che quelli scuri nella stessa immagine. Negli scenari industriali, potrebbero esserci sia parti metalliche molto illuminate che aree in ombra più scure. Le telecamere con ampia dinamica possono rendere chiaramente visibili la consistenza e i dettagli delle parti metalliche e le aree in ombra non saranno completamente scure, perdendo informazioni chiave. Ad esempio, quando si riprende il processo di lavorazione dei metalli, non solo può presentare la brillantezza del metallo ad alta temperatura, ma può anche mostrare i contorni degli utensili e delle attrezzature circostanti.

Veloce e autofocus: quando i robot si muovono, la posizione e la distanza del bersaglio cambiano costantemente, il che richiede che le telecamere abbiano funzioni di autofocus veloci. Possono completare la messa a fuoco in breve tempo (solitamente entro 0,5 secondi), bloccare rapidamente il bersaglio e garantire che le immagini catturate siano nitide. Ad esempio, quando i robot di servizio interagiscono con le persone in posizioni, possono mettere rapidamente a fuoco i volti, catturare espressioni facciali e movimenti nitidi e ottenere una migliore interazione uomo-macchina.

Messa a fuoco manuale per scenari speciali: Sebbene la messa a fuoco automatica sia comoda in alcuni scenari speciali, come le riprese macro e quando è necessario uno specifico effetto di profondità di campo, la funzione di messa a fuoco manuale consente agli utenti di controllare con maggiore precisione. Ad esempio, quando i robot educativi catturano campioni sperimentali microscopici, gli operatori possono regolare manualmente la distanza di messa a fuoco per evidenziare i dettagli del campione e soddisfare le esigenze dell'insegnamento e della ricerca scientifica.

L'anti-shake ottico stabilizza l'immagine: durante il movimento del robot, si verificherà, e la tecnologia anti-shake ottico, incorporando un gruppo di lenti mobili all'interno della lente, può rilevare e compensare gli offset dell'immagine causati dalle vibrazioni in tempo reale riducendo efficacemente le immagini sfocate. Quando si riprendono merci durante il movimento del robot di movimentazione logistica, l'anti-shake ottico può garantire la stabilità dell'immagine ed evitare errori nel riconoscimento delle merci dovuti alle vibrazioni.

Integratori anti-shake elettronici e potenziamenti: la tecnologia anti-shake elettronica analizza ed elabora i dati raccolti dal sensore di immagine e utilizza algoritmi per correggere lo spostamento dell'immagine causato dalle vibrazioni. Funziona insieme all'anti-shake ottico per migliorare ulteriormente l'effetto anti-shake della fotocamera in condizioni di movimento complesse. Ad esempio, nei robot che lavorano sul campo, di fronte alle forti vibrazioni portate dal terreno accidentato, l'anti-shake ottico e l'anti-shake elettronico lavorano insieme per garantire la stabilità dell'immagine ripresa.

Un frame rate elevato assicura video fluidi: per le telecamere robot che riprendono video, un frame rate elevato è fondamentale per garantire la fluidità del video. In genere, è necessario un frame rate superiore a 30 fps (frame/secondo) per soddisfare le esigenze delle riprese quotidiane; quando si catturano scene veloci, come il funzionamento ad alta velocità dei robot industriali e la ripresa dei movimenti degli atleti da parte dei robot di servizio per eventi sportivi, il frame rate dovrebbe raggiungere i 60 fps, persino i 120 fps, per ridurre efficacemente le cadute di frame e rendere il video più fluido e naturale.

Lo scatto continuo veloce cattura i momenti: la funzione di scatto continuo veloce può scattare foto in un breve lasso di tempo, consentendo al robot di non perdere momenti importanti. Nel monitoraggio della sicurezza, quando viene rilevata una situazione anomala, la telecamera può scattare rapidamente per registrare il processo di sviluppo dell'evento e fornire ricchi materiali di immagini per le indagini successive.

Un campo visivo appropriato soddisfa le esigenze: gli scenari applicativi hanno requisiti diversi per il campo visivo della telecamera. Nei robot di servizio indoor, per percepire completamente l'ambiente circostante, è solitamente necessario un campo visivo più ampio, e un obiettivo super grandangolare da 120° a 180° è più appropriato, in grado di coprire una gamma più ampia e di rilevare rapidamente personale e oggetti; mentre nell'ispezione industriale, quando si effettuano osservazioni precise di obiettivi specifici, potrebbe essere necessario un campo visivo più piccolo, come un obiettivo con lunghezza focale da media a lunga di 30° a 60°, per ingrandire l'obiettivo ed evidenziare i dettagli.

Bassa distorsione assicura la precisione dell'immagine: la distorsione della lente può causare la deformazione delle immagini, influenzando il giudizio accurato del robot sulle informazioni ambientali. Le telecamere robotiche dovrebbero utilizzare design di lenti a bassa distorsione, mantenendo il tasso di distorsione a un livello basso, generalmente richiedendo un tasso di distorsione inferiore all'1%. Quando il robot di rilevamento disegna una mappa, una lente a bassa distorsione può garantire la precisione dei dati di misurazione ed evitare errori causati dalla deformazione dell'immagine.

Trasmissione dati ad alta velocità: le immagini e i video catturati dalla telecamera del robot devono essere trasmessi al sistema di controllo o al dispositivo di archiviazione in tempo reale, il che richiede una capacità di trasmissione dati ad alta velocità. In genere, vengono utilizzate tecnologie di trasmissione cablate o wireless come interfacce USB 3. e superiori, Wi-Fi 6, ecc., con velocità di trasmissione che raggiungono il livello Mbps e superiori, per garantire la trasmissione fluida di immagini e video riducendo la latenza. Quando si controlla il robot da remoto, la trasmissione dati ad alta velocità può garantire che gli operatori ottengano immagini in tempo reale dalla scena, prendendo decisioni accurate.

Supporto di archiviazione di grande capacità: per archiviare una grande quantità di dati acquisiti, la telecamera robot deve supportare dispositivi di archiviazione di grande capacità, come schede SD, unità a stato solido, ecc. L'archiviazione deve essere determinata in base alle effettive esigenze di ripresa, in genere si consigliano almeno 16 GB e per attività di ripresa ad alta risoluzione a lungo termine, è possibile scegliere dispositivi di archiviazione di grande capacità da 64 GB o persino 128 GB per soddisfare le esigenze di ripresa continua.

Adattarsi al carico: la capacità di carico del robot è limitata e, per evitare di influenzare le prestazioni di movimento e la resistenza del robot, la telecamera deve raggiungere la miniaturizzazione e il design. Con la premessa di garantire le prestazioni, il volume e il peso della telecamera devono essere ridotti il più possibile. In genere, il peso delle telecamere robotiche di livello consumer è compreso tra decine di grammi e centinaia di grammi e anche le telecamere robotiche di livello professionale controlleranno rigorosamente il peso per garantire che corrisponda al carico complessivo del robot.

Struttura compatta, facile installazione: il design strutturale della telecamera deve essere compatto e facile da installare in diverse posizioni del robot senza influenzare l'aspetto e il movimento del robot. L'installazione deve essere solida e affidabile e deve rimanere stabile durante il movimento del robot, evitando allentamenti o danni alla telecamera dovuti a vibrazioni o collisioni. Ad esempio, nei robot umanoidi, le telecamere sono solitamente installate nella testa e la loro struttura compatta e il solido metodo di installazione assicurano sia effetti visivi che non influenzano la mobilità del robot.

Antipolvere, impermeabile e anti-interferenza: in ambienti complessi come l'industria, la sicurezza e l'esterno, la telecamera del robot deve avere un certo grado di antipolvere e impermeabile, almeno raggiungendo lo standard IP54, per impedire alla polvere di entrare all'interno e influenzare la qualità delle immagini, e può ancora normalmente in caso di lievi spruzzi d'acqua. Allo stesso tempo, dovrebbe avere una buona capacità anti-interferenza elettromagnetica per evitare interferenze da dispositivi elettronici circostanti sul lavoro della telecamera. Ad esempio, in un'officina di fabbrica, un gran numero di apparecchiature meccaniche in funzione produce interferenze elettromagnetiche e la telecamera deve essere in grado di funzionare senza essere influenzata.

Ampio intervallo di temperatura di lavoro: il robot può funzionare in ambienti con temperature diverse e l'intervallo di temperatura di lavoro della telecamera deve generalmente essere compreso tra -2℃ e 50℃. Che si tratti del freddo inverno all'aperto o del caldo ambiente interno, può garantire che la telecamera funzioni normalmente senza degradazione delle prestazioni o guasti a temperature troppo alte o troppo basse. Nei robot logistici che lavorano in celle frigorifere, la telecamera deve funzionare normalmente in un ambiente a bassa temperatura per garantire l'accuratezza del riconoscimento e del funzionamento.