Wymagania techniczne robotów do kamer

Wysoka rozdzielczość do wszechstronnych zadań: Roboty wykonują szeroki zakres zadań, od precyzyjnych w produkcji przemysłowej po rozpoznawanie twarzy w scenariuszach usługowych, z których wszystkie wymagają kamer o wysokiej rozdzielczości. W inspekcjach przemysłowych kamery o wysokiej rozdzielczości kamery mogą wyraźnie uchwycić drobne defekty na powierzchniach produktów, takie jak drobne rysy na chipach elektronicznych i niekompletne punkty lutownicze, zapewniając jakość produktu; w scenariuszach monitorowania bezpieczeństwa mogą wyraźnie zidentyfikować kluczowe informacje, takie jak rysy twarzy i numery rejestracyjne. Zasadniczo kamery robotów używane w przemyśle i w dziedzinie bezpieczeństwa powinny mieć liczbę pikseli przekraczającą 5 milionów, a niektóre zaawansowane aplikacje wymagają nawet 1 miliona pikseli lub więcej, co odpowiada rozdzielczości 2592×1944 dpi lub wyższej, aby spełnić surowe wymagania dotyczące uchwycenia szczegółów.

dystrybucja i jakość obrazu: Oprócz liczby pikseli, jednorodność dystrybucji pikseli na czujniku obrazu również wpływa na jakość obrazu. Jednolicie rozłożone piksele mogą powodować lokalne rozmycie lub utratę szczegółów w obrazach, zapewniając spójną przejrzystość na całym obrazie. Na przykład, gdy roboty logistyczne przechwytują towary, zapewniają, że wszystkie części mogą być wyraźnie zobrazowane bez rozmycia żadnego obszaru z powodu problemów z dystrybucją pikseli, co mogłoby mieć wpływ na rozpoznawanie informacji o towarach.

Wysoka dla złożonego oświetlenia: Środowiska pracy robotów mają złożone i zmienne warunki oświetleniowe, a różne scenariusze, takie jak wnętrza i na zewnątrz, dzień i noc, silne i słabe światło mogą być. Kamery o wysokiej czułości (ISO) mogą uchwycić wystarczającą ilość światła w środowiskach o słabym oświetleniu, wytwarzając wyraźne i mało zaszumione obrazy. Na przykład roboty bezpieczeństwa na nocnym patrolu mogą używać kamer o wysokiej czułości, aby obraz nadzoru był wyraźny i dokładnie uchwycić obrazy podejrzanego personelu i obiektów. Zasadniczo wartość ISO kamer robotów powinna być elastyczna w zakresie od 100 do 6400, aby dostosować się do różnych warunków oświetleniowych.

Szeroki zakres dynamiki w celu zachowania szczegółów: Szeroki zakres dynamiki (WDR) pozwala uchwycić zarówno jasne, jak i ciemne szczegóły na tym samym zdjęciu. W scenariuszach przemysłowych mogą występować zarówno jasno oświetlone części metalowe, jak i ciemniejsze obszary cienia. Kamery o szerokiej dynamice mogą wyraźnie uwidocznić teksturę i szczegóły części metalowych, a obszary cienia nie będą całkowicie ciemne, co spowoduje utratę kluczowych informacji. Na przykład podczas fotografowania procesu obróbki metalu może on nie tylko przedstawić jasny połysk metalu o wysokiej temperaturze, ale także pokazać kontury otaczających narzędzi i sprzętu.

Szybkość i autofokus: Gdy roboty się poruszają, pozycja i odległość celu strzelania stale się zmieniają, co wymaga, aby aparaty miały szybkie funkcje autofokusa. Może on ustawić ostrość w krótkim czasie (zwykle w ciągu 0,5 sekundy), szybko zablokować cel i upewnić się, że uchwycone obrazy są wyraźne. Na przykład, gdy roboty usługowe wchodzą w interakcję z ludźmi w pozycjach, mogą szybko ustawić ostrość na twarzach, uchwycić wyraźne mimiki twarzy i ruchy oraz osiągnąć lepszą interakcję człowiek-maszyna.

Ręczne ustawianie ostrości w szczególnych sytuacjach: Chociaż autofokus jest wygodny w niektórych szczególnych sytuacjach, takich jak makrofotografia i gdy potrzebny jest konkretny efekt głębi ostrości, funkcja ręcznego ustawiania ostrości pozwala użytkownikom na bardziej precyzyjną kontrolę. Na przykład, gdy roboty edukacyjne przechwytują mikroskopijne próbki eksperymentalne, operatorzy mogą ręcznie regulować odległość ustawiania ostrości, aby uwypuklić szczegóły próbki i spełnić potrzeby nauczania i badań naukowych.

Optyczna funkcja antywstrząsowa stabilizuje obraz: Podczas ruchu robota, nastąpi, a technologia optycznej funkcji antywstrząsowej, poprzez włączenie ruchomej grupy soczewek wewnątrz obiektywu, może wykrywać i kompensować przesunięcia obrazu spowodowane drganiami w czasie rzeczywistym, skutecznie redukując rozmazane obrazy. Podczas fotografowania towarów podczas ruchu robota obsługującego logistykę, optyczna funkcja antywstrząsowa może zapewnić stabilność obrazu i uniknąć błędów w rozpoznawaniu towarów z powodu drgań.

Elektroniczny system antywstrząsowy uzupełnia i wzmacnia: Elektroniczna technologia antywstrząsowa analizuje i przetwarza dane zebrane przez przetwornik obrazu i wykorzystuje algorytmy do korygowania przesunięcia obrazu spowodowanego drganiami. Działa w połączeniu z optycznym systemem antywstrząsowym, aby jeszcze bardziej poprawić efekt antywstrząsowy kamery w złożonych warunkach ruchu. Na przykład w robotach pracujących w terenie, stawiających czoła silnym drganiom spowodowanym przez nierówny teren, optyczny system antywstrząsowy i elektroniczny system antywstrząsowy współpracują ze sobą, aby zapewnić stabilność rejestrowanego obrazu.

Wysoka liczba klatek na sekundę zapewnia płynne wideo: W przypadku kamer robotów nagrywających wideo wysoka liczba klatek na sekundę jest kluczowa dla zapewnienia płynności wideo. Zazwyczaj liczba klatek na sekundę przekraczająca 30 kl./s (klatek na sekundę) jest wymagana, aby sprostać potrzebom codziennego nagrywania; podczas nagrywania szybkich scen, takich jak szybka praca robotów przemysłowych i filmowanie ruchów sportowców przez roboty obsługujące wydarzenia sportowe, liczba klatek na sekundę powinna osiągnąć 60 kl./s, a nawet 120 kl./s, aby skutecznie zmniejszyć spadki klatek i sprawić, że wideo będzie bardziej płynne i naturalne.

Szybkie ciągłe fotografowanie uchwyca chwile: Funkcja szybkiego ciągłego fotografowania może wykonywać zdjęcia w krótkim czasie, dzięki czemu robot nie przegapi ważnych momentów. Podczas monitorowania bezpieczeństwa, gdy zostanie wykryta nietypowa sytuacja, kamera może szybko wykonać zdjęcia, aby zarejestrować proces rozwoju zdarzenia i dostarczyć bogaty materiał obrazowy do późniejszych dochodzeń.

Odpowiednie pole widzenia spełnia potrzeby: scenariusze zastosowań mają różne wymagania dotyczące pola widzenia kamery. W robotach usługowych do użytku wewnątrz pomieszczeń, aby w pełni wyczuć otaczające środowisko, zwykle potrzebne jest większe pole widzenia, a bardziej odpowiedni jest obiektyw superszerokokątny o kącie widzenia 120° - 180°, który może objąć większy zakres i szybko wykryć personel i przedmioty; podczas gdy w inspekcji przemysłowej, podczas dokonywania precyzyjnych obserwacji określonych celów, może być potrzebne mniejsze pole widzenia, takie jak obiektyw o średniej lub długiej ogniskowej 30° - 60°, aby powiększyć cel i wyróżnić szczegóły.

Niskie zniekształcenie zapewnia dokładność obrazu: Zniekształcenie obiektywu może powodować deformację obrazu, co wpływa na dokładną ocenę informacji środowiskowych przez robota. Kamery robota powinny używać konstrukcji obiektywu o niskim zniekształceniu, utrzymując współczynnik zniekształcenia na niskim poziomie, zazwyczaj wymagając współczynnika zniekształcenia mniejszego niż 1%. Gdy robot geodezyjny rysuje mapę, obiektyw o niskim zniekształceniu może zapewnić dokładność danych pomiarowych i uniknąć błędów spowodowanych deformacją obrazu.

Szybka transmisja danych: Obrazy i filmy uchwycone przez kamerę robota muszą być przesyłane do systemu sterowania lub urządzenia pamięci masowej w czasie rzeczywistym, co wymaga możliwości szybkiej transmisji danych. Zazwyczaj stosuje się przewodowe lub bezprzewodowe technologie transmisji, takie jak interfejsy USB 3. i nowsze, Wi-Fi 6 itp., przy czym prędkości transmisji osiągają poziom Mbps i wyższe, aby zapewnić płynną transmisję obrazów i filmów, zmniejszając opóźnienia. Podczas zdalnego sterowania robotem szybka transmisja danych może zapewnić operatorom dostęp do obrazów w czasie rzeczywistym z miejsca zdarzenia, co pozwala na podejmowanie trafnych decyzji.

Obsługa dużej pojemności pamięci masowej: Aby przechowywać dużą ilość przechwyconych danych, kamera robota musi obsługiwać urządzenia pamięci masowej o dużej pojemności, takie jak karty SD, dyski SSD itp. Pamięć masowa powinna być określana zgodnie z rzeczywistymi potrzebami związanymi z nagrywaniem, ogólnie zaleca się co najmniej 16 GB, a w przypadku długoterminowych zadań związanych z nagrywaniem w wysokiej rozdzielczości można wybrać urządzenia pamięci masowej o dużej pojemności 64 GB lub nawet 128 GB, aby sprostać potrzebom ciągłego fotografowania.

Dostosuj się do obciążenia: Nośność robota jest ograniczona, a aby nie wpłynąć na wydajność ruchu i wytrzymałość robota, kamera musi osiągnąć miniaturyzację i projekt. W celu zapewnienia wydajności objętość i waga kamery powinny zostać zredukowane tak bardzo, jak to możliwe. Ogólnie rzecz biorąc, waga kamer robotów klasy konsumenckiej wynosi od kilkudziesięciu gramów do setek gramów, a kamery robotów klasy profesjonalnej będą również ściśle kontrolować wagę, aby zapewnić, że pasuje ona do całkowitego obciążenia robota.

Kompaktowa konstrukcja, łatwa instalacja: Konstrukcja kamery powinna być kompaktowa i łatwa do zainstalowania w różnych pozycjach robota, bez wpływu na wygląd i ruch robota. Instalacja powinna być solidna i niezawodna, a także powinna pozostać stabilna podczas ruchu robota, unikając poluzowania lub uszkodzenia kamery z powodu wibracji lub kolizji. Na przykład w robotach humanoidalnych kamery są zwykle instalowane w głowie, a ich kompaktowa konstrukcja i solidna metoda instalacji zapewniają zarówno efekty wizualne, jak i nie wpływają na mobilność robota.

Pyłoszczelność, wodoodporność i odporność na zakłócenia: W złożonych środowiskach, takich jak przemysł, bezpieczeństwo i na zewnątrz, kamera robota musi mieć określony stopień pyłoszczelności i wodoodporności, co najmniej osiągając standard IP54, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu do wnętrza i wpływaniu na jakość obrazu, a także może normalnie działać w przypadku niewielkiego zachlapania wodą. Jednocześnie powinna mieć dobrą zdolność przeciwzakłóceniową, aby uniknąć zakłóceń ze strony otaczających urządzeń elektronicznych w pracy kamery. Na przykład w warsztacie fabrycznym duża liczba działającego sprzętu mechanicznego wytwarza zakłócenia elektromagnetyczne, a kamera musi być w stanie pracować bez zakłóceń.

Szeroki zakres temperatur roboczych: Robot może pracować w różnych środowiskach temperaturowych, a zakres temperatur roboczych kamery musi zazwyczaj mieścić się w przedziale od -2℃ do 50℃. Niezależnie od tego, czy jest to zimna zima na zewnątrz, czy gorące środowisko wewnątrz, może zapewnić, że kamera będzie działać normalnie bez pogorszenia wydajności lub awarii z powodu zbyt wysokiej lub zbyt niskiej temperatury. W przypadku robotów logistycznych pracujących w chłodni kamera musi działać normalnie w środowisku o niskiej temperaturze, aby zapewnić dokładność rozpoznawania i działania.