באוטומציה תעשייתית ובדיקה אינטליגנטית, לוח - מצלמות ברמה, כחיישני הליבה של מערכות הראייה, הפכו לטכנולוגיה חיובית בתהליכי ייצור ובדיקה מודרניים בזכות יכולותיהם הקומפקטיות, יכולות האינטגרציה הגמישות ושיפור הביצועים ברציפות. בהשוואה למצלמות תיבות מסורתיות, מצלמות ברמה של לוח- משתמשות בעיצוב מודולרי כדי לשלב חיישני תמונה, מעבדי אותות (ISP) ומעגלים בסיסיים על לוח מעגלים קטן. מעגלים משולבים אלה ניתנים להטמעת ישירות בלוח האם או מודול הראייה של המכשיר, ומספקים פיתרון יעיל יותר ליישומי קצה. מאמר זה ינתח את הבסיס הפונקציונאלי של מצלמות ברמה של לוח {}}} משלוש נקודות מבט: ארכיטקטורה פונקציונלית, תכונות טכניות ותרחישים יישומים טיפוסיים.
1. ארכיטקטורה פונקציונלית ליבה: עיצוב משולב מרכישת תמונות לעיבוד מראש
יישום פונקציונלי של לוח - מצלמה ברמה מסתובבת סביב מטרת הליבה של "הדמיה יעילה". הארכיטקטורה הבסיסית שלה מורכבת בדרך כלל משלושה מודולי מפתח: חיישן התמונה, יחידת עיבוד האות ושכבת העברת הממשק.
ראשית, חיישן התמונה הוא "העצב הוויזואלי" של המצלמה, האחראי להמרת אותות אופטיים לאותות חשמליים. נכון לעכשיו, לוח הזרם המרכזי - מצלמות ברמה משתמשות בעיקר ב- CMOS (משלימה משלימה תחמוצת תחמוצת המוליכים למחצה). צריכת החשמל הנמוכה שלהם, אינטגרציה גבוהה ומהירות קריאה מהירה הופכים אותם למתאימים במיוחד לתרחישים תעשייתיים הדורשים ביצועים אמיתיים {}}}, כגון בדיקת קו ייצור מהירות גבוהה {}}. כמה דגמי סיום גבוהים - משתמשים בחיישני CMOS של תריס גלובלי, אשר ביעילות נמנעים מריחת האובייקטים הנעים ומבטיחים תמונות ברורות של יעדים דינמיים.
שנית, יחידת עיבוד האות (ISP) ממלאת את התפקיד של "אופטימיזציה" לאיכות התמונה. מעגלי ה- ISP Chip או FPGA (מערך שער הניתן לתכנות) המובנים בלוח - מצלמות ברמה מבצעות עיבוד זמן אמיתי {}} זמן של נתוני חיישן גולמי, כולל איזון לבן אוטומטי (AWB), בקרת חשיפה אוטומטית (AEC), הפחתת רעש (כגון הפחתת רעש תלת -ממדית) ואלגורתמים צבעוניים. פונקציות אלה לא רק משפרות את ניגודיות התמונה ואת הבהירות אלא גם מספקות מקור נתונים איכותי- לניתוח תוכנה עוקב באמצעות פורמטים של פלט סטנדרטיים (כגון RAW8/10/12 ו- Bayer RGGB).
לבסוף, שכבת הובלת הממשק קובעת את היעילות של חילופי נתונים בין המצלמה למערכת הבקרה המארחת. סוגי ממשקים נפוצים כוללים MIPI CSI - 2 (ממשק מעבד תעשייה נייד), LVDs (איתות דיפרנציאלי מתח נמוך) ו- USB 3.0/3.1. MIPI CSI - 2 היא הבחירה המועדפת על מערכות ראייה משובצות בגלל החביון הנמוך שלה ורוחב הפס הגבוה שלה. לעומת זאת, USB נמצא בשימוש נרחב בציוד בדיקה בגודל קטן ובינוני- בגלל התקע שלו - ו- - נוחות. חלק מהמצלמות ברמה-} - מצלמות ברמה תומכות גם בפרוטוקולי חזון Gige או Coaxpress, העומדים בדרישות התפוקה הגבוהות של סנכרון מרחקים ארוכים, רב-מצלמות.
2. תכונות טכניות מרכזיות: תמיכה בסיסית בתרחישים תעשייתיים מגוונים
היתרונות הפונקציונליים של המצלמות ברמה של לוח - שוכנות לא רק בארכיטקטורה הבסיסית שלהן אלא גם בסדרה של תכונות טכניות בהתאמה אישית העוסקות בנקודות הכאב של מצלמות מסורתיות בתרחישים אינטגרציה.
ראשית, המיזוג שלהם וצריכת החשמל הנמוכה שלהם. לוח - מצלמות ברמה מבטלות את הדיור, אספקת החשמל העצמאית והחיווט המורכב של תיבה - מצלמות סוג, מה שמאפשר להפחית את הממדים הכוללים לפחות מ- 10 מ"מ x 10 מ"מ. צריכת החשמל היא בדרך כלל מתחת ל -500 מגוואט, מה שהופך אותם למתאימים במיוחד לחלל - מכשירים משובצים רגישים כמו מודולי ראיית מזל"ט ויחידות הדמיה אנדוסקופ רפואית.
שנית, תצורת חיישן גמישה. בהתאם לדרישות היישום, לוח - מצלמות ברמה יכולות להיות מצוידות בחיישני תמונה של מפרטים משתנים - מכניסה - דגמים ברמה עם VGA (640 × 480) רזולוציה לחיישני תריס גלובליים עם מעל 50 מגה -פיקסלים. חיישנים אלה מכסים מגוון מלא של תרחישים, החל מזיהוי ברקוד פשוט ועד מדידה ממדית מדויקת {}-. לדוגמה, בבדיקת פליקה של מוליכים למחצה, לוח רזולוציה גבוה- מצלמות ברמה- יכולות לאתר מיקרון - פגמים משותפים ברמה; בעודם במיון לוגיסטי, רזולוציה נמוכה -, מצלמות מהירות גבוהות - יכולות לזהות תוויות חבילה במאות מסגרות לשנייה.
שלישית, יכולת הסתגלות סביבתית משופרת. כדי לעמוד ברטט, הפרעות אלקטרומגנטיות ותנודות טמפרטורה ולחות בהגדרות תעשייתיות, מצלמות PCB מחוספסות ({1}} בדרך כלל מנצלות בדרך כלל עיצובים PCB מחוספסים (כגון עיבוד זהב טבילה וכפיפה {}} עד 855-8). דגמים מסוימים משלבים גם ממשקי קלט/פלט מפעילים חומרה, המאפשרים סנכרון עם PLCs (בקרי לוגיקה הניתנים לתכנות) או זרועות רובוטיות, מה שמבטיח לכידת מדויקת של רגע היעד בקווי הרכבה במהירות גבוהה.
3. תרחישי יישום טיפוסיים: חדירה מייצור מסורתי לשדות מתעוררים
הבסיס הפונקציונלי של הלוח - מצלמות ברמה קובעת את יכולת ההסתגלות הרחבה שלהן, המתרכזת כיום בשלושת התחומים הבאים:
• בדיקה תעשייתית: במכלול רכיבים אלקטרוניים (כגון בדיקת הלחמת PCB), עיבוד דיוק (כגון גילוי פגמים משטח הילוכים), ובדיקת איכות רכב (כגון מדידת עומק צמיגים), לוח {}}} מצלמות ברמה של רמת רמת רמה גבוהה {}} זמן רב עם רמת רמת רמה גבוהה, ברמת רמה גבוהה, ברמה גבוהה, ברמה גבוהה, ברמת רמת גבוהה, חוסר יעילות ושגיאות של בדיקה חזותית ידנית.
• תחבורה חכמה: ברכב - סראונד רכוב - מערכות תצוגה, מצלמות משטרה אלקטרוניות ומסופי זיהוי לוחיות רישוי חניון, המצלמות ברמה של לוח {}} מאפשרות להסתיר אותן במראות אחוריות או בחלק הפנימי של פחות. בשילוב עם טכנולוגיית טווח דינמי רחב (WDR), הם יכולים לתפוס בבירור לוחיות רישוי ומידע להולכי רגל אפילו בתנאי תאורה אחורית חזקה.
• מחקר רפואי ומדעי: בהדמיה אנדוסקופית, רכישה דיגיטלית מיקרוסקופית וציוד אוטומציה של מעבדה, לוח - ברמה, עם נמוך {}}} רעש, גבוה {}}} חיישני רגישות, יכולים להמחיש בבירור פרטים במבנים סלולריים או קטעי רקמות, מתן תמיכה באבחון רפואי ואבחון רפואי.
מַסְקָנָה
כ"עיניים "של מערכות ראייה תעשייתיות, המצלמות ברמה של לוח {}} הרחיבו את היכולות הפונקציונליות שלהן מרכישת תמונה פשוטה לעיבוד אותות משולב, הסתגלות סביבתית ואינטראקציה אינטליגנטית. עם קידום טכנולוגיית חיישני CMOS (כמו מבנים מוארים של Back Back-) ושילוב עמוק של אלגוריתמים AI בחיישני תמונה (כמו סיווג פגמים אוטומטיים), לוח - רמה תמשיך להתפתח לעבר תכונות קטנות יותר, חזקות יותר, וניכרים יותר את המצלמות האינטליגנציה. עבור משתתפי התעשייה, הבנה מעמיקה של המאפיינים הפונקציונליים של המצלמות ברמה של לוח {}} תהיה נקודת התחלה מרכזית לפיתוח פתרונות חזון הדור הבא {}}.
