Jak wybrać idealny moduł kamery 5MP MIPI CSI‑2 do robotyki przemysłowej

W dynamicznym krajobrazie robotyki przemysłowej wybór modułu kamery jest kluczowy. A 5MP MIPI CSI‑2 moduł kamery, z jego wysoką rozdzielczością i wydajnym interfejsem, może znacznie poprawić wydajność robotów przemysłowych. Ten post na blogu poprowadzi Cię przez kluczowe czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze idealnego modułu kamery 5MP MIPI CSI‑2 do zastosowań w robotyce przemysłowej.​

Interfejs procesora przemysłowego mobilnego 2 (MIPI CSI‑2) to standard interfejsu szeregowego o wysokiej prędkości. Został zaprojektowany do przesyłania danych obrazowych z czujnika obrazu do procesora głównego, takiego jak procesor aplikacji w robocie przemysłowym. Interfejs MIPI CSI‑2 oferuje kilka zalet, w tym szybkie przesyłanie danych, niskie zużycie energii oraz stosunkowo prostą fizyczną łączność. Czyni to go idealnym wyborem dla zastosowań w robotyce przemysłowej, gdzie przetwarzanie obrazów w czasie rzeczywistym i efektywność energetyczna są kluczowe.

Z kamerą o rozdzielczości 5MP moduł kamery powinien być w stanie uchwycić szczegółowe obrazy. Jednak rozdzielczość nie jest jedynym czynnikiem decydującym o jakości obrazu. Szukaj modułów kamer z wysokiej jakości czujnikami obrazu. Czujniki od renomowanych producentów, takich jak Sony, onsemi i inni, często mają zaawansowane funkcje, takie jak technologia podświetlenia tylnego (BSI). Czujniki BSI mogą uchwycić więcej światła, co skutkuje lepszą jakością obrazu, szczególnie w warunkach słabego oświetlenia. Na przykład czujnik onsemi AR0521, powszechnie stosowany w modułach kamer 5MP MIPI CSI‑2, oferuje wysoką wydajność w słabym świetle dzięki technologii BSI.

Również rozważ dokładność kolorów i zakres dynamiczny modułu kamery. Szeroki zakres dynamiczny pozwala kamerze uchwycić szczegóły zarówno w jasnych, jak i ciemnych obszarach obrazu jednocześnie. Jest to szczególnie ważne w środowiskach przemysłowych, gdzie warunki oświetleniowe mogą się znacznie różnić.

Frame rate kamery określa, ile obrazów może uchwycić na sekundę. W zastosowaniach robotyki przemysłowej wysoka liczba klatek na sekundę jest niezbędna do monitorowania i kontroli w czasie rzeczywistym. Na przykład, jeśli robot wykonuje zadania takie jak inspekcja z dużą prędkością lub operacje podnoszenia i umieszczania, zaleca się moduł kamery o liczbie klatek wynoszącej co najmniej 30 klatek na sekundę (fps). Niektóre zaawansowane moduły kamer 5MP MIPI CSI‑2 mogą osiągać liczby klatek do 60 fps lub nawet wyższe, zapewniając płynniejsze strumienie wideo i dokładniejsze śledzenie ruchu.

Upewnij się, że moduł kamery 5MP MIPI CSI‑2 jest kompatybilny z procesorem hosta w Twoim robotie przemysłowym. Interfejs MIPI CSI‑2 ma różne konfiguracje torów, takie jak 1 - tor, 2 - tory i 4 - tory. Procesor hosta powinien obsługiwać tę samą konfigurację torów co moduł kamery, aby zapewnić optymalny transfer danych. Dodatkowo sprawdź wszelkie dodatkowe wymagania dotyczące interfejsu, takie jak I²C do sterowania kamerą. Niektóre moduły kamer mogą również wymagać określonego typu złącza, więc upewnij się, że można je łatwo zintegrować z Twoim istniejącym systemem.

Dla aplikacji, które wymagają precyzyjnej kontroli nad tym, kiedy kamera rejestruje obraz, funkcje wyzwalania są niezbędne. Szukaj modułów kamer, które obsługują zarówno wyzwalanie sprzętowe, jak i programowe. Wyzwalanie sprzętowe może być używane, gdy kamera musi natychmiast zareagować na zdarzenie zewnętrzne, takie jak wykrycie obiektu w określonej pozycji. Z drugiej strony, wyzwalanie programowe może być przydatne w bardziej złożonych scenariuszach kontrolnych, w których system sterowania robota musi koordynować wiele działań.

Dodatkowo, rozważ moduły kamer z dodatkowymi funkcjami I/O. Mogą one obejmować piny GPIO (ogólnego przeznaczenia wejścia/wyjścia), które mogą być używane do łączenia z innymi czujnikami lub aktuatorami w konfiguracji robota przemysłowego. Na przykład, pin GPIO może być używany do sterowania zewnętrznym źródłem światła, zapewniając optymalne warunki oświetleniowe do rejestracji obrazu.

Przemysłowe roboty często działają w środowiskach, gdzie efektywność energetyczna jest istotna. Moduł kamery 5MP MIPI CSI‑2 o niskim zużyciu energii może pomóc w zmniejszeniu ogólnych wymagań energetycznych robota. Niektóre moduły kamer są zaprojektowane z funkcjami oszczędzania energii, takimi jak możliwość przejścia w tryb czuwania o niskim zużyciu energii, gdy nie są używane. To nie tylko oszczędza energię, ale także wydłuża żywotność źródła zasilania robota, szczególnie w aplikacjach zasilanych bateriami.

Rozmiar fizyczny i kształt modułu kamery są ważnymi czynnikami, szczególnie w aplikacjach, gdzie przestrzeń jest ograniczona. Niektóre moduły kamery 5MP MIPI CSI‑2 są dostępne w kompaktowych formatach, takich jak moduły na gołej płycie z małym śladem. Weź pod uwagę również opcje montażu. Niektóre moduły są dostarczane z standardowymi uchwytami, takimi jak uchwyty soczewek M12 lub uchwyty C/CS, które można łatwo zintegrować z różnymi konfiguracjami robotów przemysłowych.

Również weź pod uwagę warunki środowiskowe, w jakich będzie działać moduł kamery. Jeśli robot jest używany w surowych warunkach przemysłowych, szukaj modułów kamer, które są wzmocnione i mogą wytrzymać takie czynniki jak zmiany temperatury, wilgotność i wibracje. Niektóre moduły kamer są zaprojektowane do pracy w szerokim zakresie temperatur, od - 25°C do + 85°C, co czyni je odpowiednimi do różnych zastosowań przemysłowych.

PHYTEC's VM - 017 to 5MP MIPI CSI‑2 moduł kamery odpowiedni do zastosowań przemysłowych. Wykorzystuje czujnik cmos ar0521 od on semiconductor, który jest znany z wysokiej wydajności w słabym oświetleniu i technologii podświetlenia z tyłu. Moduł ma przepustowość danych > 6 gb/s z zmienną szerokością danych od 6 do 24 bitów. Ma rozmiar 34 mm x 34 mm i jest dostępny w wersjach monochromatycznych lub kolorowych. Oferuje również różne warianty obudowy, w tym płytkę czujnika, uchwyt soczewki M12 lub uchwyt montażowy C/CS.

Alvium 1500 C od Allied Vision to kamera z interfejsem MIPI CSI - 2 na poziomie podstawowym, zoptymalizowana do zastosowań w wizji wbudowanej, która może być używana w robotyce przemysłowej. Posiada procesor ISP (Image Signal Processor) na poziomie płyty, który może odciążyć część zadań przetwarzania z głównego procesora robota. Obsługuje rozdzielczość do 5MP i oferuje wysokie częstotliwości klatek. Moduł kamery ma interfejs MIPI CSI - 2 o wysokiej przepustowości z maksymalnie 4 torami. Posiada również inteligentne zarządzanie energią, co czyni go odpowiednim do zastosowań z uwagą na zużycie energii.

B - CAMS - IMX od STMicroelectronics to moduł kamery, który może być używany w aplikacjach robotyki przemysłowej. Opiera się na wysokorozdzielczym czujniku obrazu Sony IMX335LQN z 514 efektywnymi pikselami. Moduł ten integruje również inne czujniki, takie jak czujnik czasu lotu VL53L5CX 8x8 STM oraz jednostka pomiarowa iNEMO® 6 - osiowa ISM330DLC. Posiada projekt o wysokiej precyzji, wysokiej stabilności i niskim zużyciu energii. Może być używany z dowolną płytą STM32, która ma interfejs MIPI CSI - 2® i 22 - pinowy złącze FFC.

Zakład produkcyjny używał robotów przemysłowych do inspekcji jakości małych komponentów elektronicznych. Zainstalowali moduł kamery 5MP MIPI CSI‑2 o wysokiej rozdzielczości i szybkim czasie klatki. Kamera była w stanie uchwycić szczegółowe obrazy komponentów z dużą prędkością. Wysokiej jakości czujnik obrazu i szeroki zakres dynamiczny modułu kamery pozwoliły na wykrycie nawet najmniejszych wad w komponentach, poprawiając ogólny proces kontroli jakości. Funkcja wyzwalania kamery została zintegrowana z systemem sterowania ruchem robota, zapewniając, że obrazy były rejestrowane w odpowiednim czasie podczas procesu inspekcji.

W magazynie autonomiczne pojazdy kierowane (AGV) były wyposażone w moduły kamer 5MP MIPI CSI‑2. Kamery były używane do nawigacji i wykrywania przeszkód. Wysokiej rozdzielczości obrazy uchwycone przez moduły kamer pozwalały AGV na dokładne identyfikowanie otoczenia, w tym lokalizacji regałów, innych pojazdów i potencjalnych przeszkód. Niskie zużycie energii przez moduły kamer było korzystne, ponieważ wydłużało czas pracy baterii AGV. Kompatybilność modułów kamer z systemem sterowania AGV, poprzez interfejs MIPI CSI‑2, zapewniała bezproblemowy transfer danych i przetwarzanie w czasie rzeczywistym uchwyconych obrazów.

Wybór idealnego modułu kamery 5MP MIPI CSI‑2 do robotyki przemysłowej wymaga starannego rozważenia wielu czynników. Oceniając rozdzielczość, częstotliwość klatek, zgodność interfejsu, funkcje wyzwalania i I/O, zużycie energii oraz aspekty mechaniczne i środowiskowe, możesz podjąć świadomą decyzję. Odpowiedni moduł kamery może poprawić wydajność twoich robotów przemysłowych, umożliwiając im wykonywanie zadań z większą dokładnością, efektywnością i niezawodnością w różnych zastosowaniach przemysłowych.