Технические требования к роботам для камер

Высокое разрешение для универсальных задач: роботы выполняют широкий спектр задач, от точных в промышленном производстве до распознавания лиц в сервисных сценариях, все из которых требуют камер с высоким разрешением. В промышленных инспекциях высокое разрешение камеры могут четко фиксировать мельчайшие дефекты на поверхности продукта, такие как крошечные царапины на электронных чипах и неполные точки пайки, гарантируя качество продукта; в сценариях мониторинга безопасности они могут четко идентифицировать ключевую информацию, такую как черты лица и номерные знаки. Как правило, роботизированные камеры, используемые в промышленных и охранных областях, должны иметь количество пикселей более 5 миллионов, а некоторые высокопроизводительные приложения даже требуют 1 миллиона пикселей или более, что соответствует разрешению 2592×1944 точек на дюйм или выше, чтобы соответствовать строгим требованиям к захвату деталей.

Распределение и качество изображения: Помимо количества пикселей, на качество изображения влияет также равномерность распределения пикселей на датчике изображения. Равномерно распределенные пиксели могут вызывать локальное размытие или потерю деталей на изображениях, обеспечивая постоянную четкость по всей картинке. Например, когда логистические роботы захватывают товары, это гарантирует, что все части могут быть четко отображены без размытия какой-либо области из-за проблем с распределением пикселей, что может повлиять на распознавание информации о товарах.

Высокая для сложного освещения: рабочие среды роботов имеют сложные и меняющиеся условия освещения, и могут быть различные сценарии, такие как в помещении и на улице, днем и ночью, сильный и слабый свет. Высокочувствительные (ISO) камеры могут захватывать достаточно света в условиях низкой освещенности, создавая четкие и малошумные изображения. Например, охранные роботы, патрулирующие ночью, могут использовать высокочувствительные камеры, чтобы сделать изображение наблюдения четким и точно захватить изображения подозрительных лиц и объектов. Как правило, значение ISO камер роботов должно быть гибким в диапазоне от 100 до 6400, чтобы адаптироваться к различным условиям освещения.

Широкий динамический диапазон для сохранения деталей: Широкий динамический диапазон (WDR) позволяет запечатлеть как яркие, так и темные детали на одном снимке. В промышленных сценариях могут быть как ярко освещенные металлические детали, так и более темные теневые области. Камеры с широким динамическим диапазоном могут сделать текстуру и детали металлических деталей четко видимыми, а теневые области не будут полностью темными, теряя ключевую информацию. Например, при съемке процесса обработки металла можно не только показать яркий блеск высокотемпературного металла, но и показать контуры окружающих инструментов и оборудования.

Быстрый и автофокус: по мере перемещения роботов положение и расстояние до цели съемки постоянно меняются, что требует от камер быстрой функции автофокусировки. Он может завершить фокусировку за короткое время (обычно в течение 0,5 секунды), быстро зафиксировать цель и гарантировать, что захваченные изображения будут четкими. Например, когда сервисные роботы взаимодействуют с людьми в позициях, они могут быстро фокусироваться на лицах, фиксировать четкие выражения лиц и движения и достигать лучшего взаимодействия человека и машины.

Ручная фокусировка для особых сценариев: Хотя автофокусировка удобна в некоторых особых сценариях, таких как макросъемка и когда требуется определенный эффект глубины резкости, функция ручной фокусировки позволяет пользователям контролировать более точно. Например, когда образовательные роботы захватывают микроскопические экспериментальные образцы, операторы могут вручную регулировать фокусное расстояние, чтобы выделить детали образца и удовлетворить потребности обучения и научных исследований.

Оптическое противодействие сотрясениям стабилизирует изображение: Во время движения робота, будет происходить, и оптическая технология противодействия сотрясениям, путем включения подвижной группы линз внутри объектива, может обнаруживать и компенсировать смещения изображения, вызванные вибрациями в реальном времени, эффективно уменьшая размытость изображений. При съемке товаров во время движения логистического робота, оптическое противодействие сотрясениям может обеспечить стабильность изображения и избежать ошибок в распознавании товаров из-за вибраций.

Электронная система антитряски дополняет и усиливает: Электронная система антитряски анализирует и обрабатывает данные, собранные датчиком изображения, и использует алгоритмы для исправления смещения изображения, вызванного тряской. Она работает совместно с оптической системой антитряски для дальнейшего улучшения эффекта антитряски камеры в сложных условиях движения. Например, в роботах, работающих в полевых условиях, сталкивающихся с сильными вибрациями, вызванными неровной местностью, оптическая система антитряски и электронная система антитряски работают вместе, чтобы обеспечить стабильность изображения при съемке.

Высокая частота кадров обеспечивает плавность видео: Для роботизированных камер, снимающих видео, высокая частота кадров является ключом к обеспечению плавности видео. Как правило, для удовлетворения потребностей ежедневной съемки требуется частота кадров более 30 кадров в секунду (кадров/секунду); при съемке быстрых сцен, таких как высокоскоростная работа промышленных роботов и съемка движений спортсменов роботами, обслуживающими спортивные мероприятия, частота кадров должна достигать 60 кадров в секунду, даже 120 кадров в секунду, чтобы эффективно сократить пропуски кадров и сделать видео более плавным и естественным.

Быстрая непрерывная съемка фиксирует моменты: Функция быстрой непрерывной съемки позволяет делать фотографии за короткий промежуток времени, что позволяет роботу не упустить важные моменты. При мониторинге безопасности, когда обнаруживается нештатная ситуация, камера может быстро снимать, чтобы записать процесс развития события и предоставить богатые материалы изображений для последующих расследований.

Соответствующее поле зрения соответствует потребностям: сценарии применения предъявляют различные требования к полю зрения камеры. В роботах для обслуживания помещений, чтобы полностью ощутить окружающую среду, обычно требуется большее поле зрения, и более подходящим является сверхширокоугольный объектив 120° - 180°, который может охватывать больший диапазон и быстро определять персонал и объекты; в то время как в промышленной инспекции, при проведении точных наблюдений за конкретными целями, может потребоваться меньшее поле зрения, например, объектив со средним или большим фокусным расстоянием 30° - 60°, чтобы увеличить цель и выделить детали.

Низкое искажение обеспечивает точность изображения: искажение объектива может привести к деформации изображения, что повлияет на точность оценки роботом информации об окружающей среде. Камеры роботов должны использовать конструкции объектива с низким искажением, сохраняя уровень искажения на низком уровне, обычно требуя уровень искажения менее 1%. Когда геодезический робот рисует карту, объектив с низким искажением может обеспечить точность данных измерений и избежать ошибок, вызванных деформацией изображения.

Высокоскоростная передача данных: изображения и видео, снятые камерой робота, необходимо передавать в систему управления или на устройство хранения в режиме реального времени, что требует возможности высокоскоростной передачи данных. Обычно используются проводные или беспроводные технологии передачи, такие как интерфейсы USB 3. и выше, Wi-Fi 6 и т. д., со скоростью передачи, достигающей уровня Мбит/с и выше, для обеспечения плавной передачи изображений и видео и сокращения задержек. При удаленном управлении роботом высокоскоростная передача данных может гарантировать, что операторы получают изображения с места происшествия в режиме реального времени, принимая точные решения.

Поддержка большой емкости хранилища: для хранения большого объема отснятых данных роботизированная камера должна поддерживать устройства хранения большой емкости, такие как SD-карты, твердотельные накопители и т. д. Объем хранилища следует определять в соответствии с фактическими потребностями съемки, как правило, рекомендуется не менее 16 ГБ, а для долгосрочных задач съемки с высоким разрешением можно выбрать устройства хранения большой емкости на 64 ГБ или даже 128 ГБ, чтобы удовлетворить потребности непрерывной съемки.

Адаптация к нагрузке: грузоподъемность робота ограничена, и чтобы не влиять на производительность и выносливость робота, камера должна быть миниатюризирована и спроектирована. Под предлогом обеспечения производительности объем и вес камеры должны быть максимально уменьшены. Как правило, вес потребительских роботизированных камер составляет от десятков до сотен граммов, а профессиональные роботизированные камеры также будут строго контролировать вес, чтобы гарантировать, что он соответствует общей нагрузке робота.

Компактная конструкция, простая установка: конструкция камеры должна быть компактной и простой в установке в различных положениях робота, не влияя на внешний вид и движение робота. Установка должна быть прочной и надежной, и она должна оставаться устойчивой во время движения робота, избегая ослабления или повреждения камеры из-за вибрации или столкновения. Например, в гуманоидных роботах камеры обычно устанавливаются в голове, а их компактная конструкция и надежный способ установки обеспечивают как визуальные эффекты, так и не влияют на подвижность робота.

Защита от пыли, воды и помех: в сложных условиях, таких как промышленность, безопасность и на открытом воздухе, камера-робот должна иметь определенный класс защиты от пыли и воды, по крайней мере, достигающий стандарта IP54, чтобы предотвратить попадание пыли внутрь и влияние на качество изображения, и она все еще может нормально работать в случае небольших брызг воды. В то же время она должна иметь хорошую способность защиты от электромагнитных помех, чтобы избежать помех от окружающих электронных устройств на работу камеры. Например, в заводском цехе большое количество работающего механического оборудования создает электромагнитные помехи, и камера должна иметь возможность работать без них.

Широкий диапазон рабочих температур: робот может работать в различных температурных условиях, а рабочий температурный диапазон камеры, как правило, должен быть от -2℃ до 50℃. Будь то холодная зима на улице или жаркая внутренняя среда, он может гарантировать, что камера будет работать нормально без ухудшения производительности или отказа из-за слишком высокой или слишком низкой температуры. В логистических роботах, работающих в холодильных камерах, камера должна нормально работать в условиях низкой температуры, чтобы гарантировать точность распознавания и работы.