مطمئناً در اتوماسیون صنعتی، سیستم‌های بینایی ماشین بسته به کاربرد، اغلب به انواع خاصی از دوربین‌ها نیاز دارند.
در اینجا چندین نوع رایج از دوربین های صنعتی وجود دارد:
دوربین های اسکن ناحیه ای: رایج ترین نوع دوربین های صنعتی هستند. آنها تصویری از یک منطقه در یک زمان (تصویر دو بعدی)، مانند یک دوربین دیجیتال استاندارد می گیرند. آنها به طور گسترده ای در برنامه های مختلف، از جمله بازرسی کیفیت، مرتب سازی، و هدایت رباتیک استفاده می شوند.
دوربین‌های اسکن خطی: این دوربین‌ها به‌جای گرفتن یک تصویر کامل در یک زمان، داده‌ها را در یک خط ثبت می‌کنند. آنها اغلب در موقعیت هایی استفاده می شوند که بازرسی مداوم مورد نیاز است، مانند اسکن تسمه نقاله متحرک یا سطوح بزرگ مانند ورق های فلزی.
دوربین های سه بعدی: این دوربین ها تصاویر را به صورت سه بعدی می گیرند و نه تنها یک تصویر بصری، بلکه اطلاعاتی در مورد شکل، اندازه و حجم جسم مورد بررسی ارائه می دهند. این به ویژه برای برنامه هایی مفید است که به داده های عمق یا حجم نیاز دارند، مانند رباتیک برای تشخیص و دستکاری اشیا.
دوربین‌های مادون قرمز: این دوربین‌ها با استفاده از تابش مادون قرمز تصاویر را می‌گیرند، که به آنها اجازه می‌دهد در شرایطی که دوربین‌های دیگر قادر به دیدن آن نیستند، مانند در تاریکی یا از طریق انواع خاصی از مواد، تصاویر را ثبت کنند. آنها اغلب در امنیت، نظارت، یا برای تشخیص نشت گرما در کاربردهای صنعتی استفاده می شوند.
دوربین‌های پرسرعت: این دوربین‌ها می‌توانند تصاویر را با نرخ فریم بسیار بالا، اغلب در هزاران یا ده‌ها هزار فریم در ثانیه ثبت کنند. آنها در برنامه هایی استفاده می شوند که حرکت سریع باید با جزئیات زیاد ثبت شود، مانند بررسی کیفیت خط تولید یا برای تحقیقات علمی.
دوربین‌های هوشمند: این دوربین‌ها دارای قابلیت‌های پردازش داخلی هستند که به آنها اجازه می‌دهد تصاویری را که می‌گیرند تجزیه و تحلیل کنند. آنها را می توان طوری برنامه ریزی کرد که بر اساس داده های تصویر تصمیم گیری کنند، مانند شناسایی عیوب یک محصول در خط تولید.
دوربین های چند طیفی و فراطیفی: این دوربین ها تصاویری را در طول موج های چندگانه می گیرند که برخی از آنها خارج از محدوده بینایی انسان است. این به آنها امکان می دهد جزئیاتی را که یک دوربین معمولی نمی بیند را آشکار کنند. آنها اغلب در کاربردهایی مانند سنجش از دور، کشاورزی (برای تجزیه و تحلیل سلامت محصول) و بازرسی مواد غذایی استفاده می شوند.
هر نوع دوربین نقاط قوت و محدودیت های خاص خود را دارد و انتخاب دوربین اغلب به نیازهای خاص برنامه بستگی دارد. به عنوان مثال، ممکن است یک دوربین پرسرعت برای یک خط تولید با حرکت سریع مورد نیاز باشد، در حالی که یک دوربین سه بعدی برای یک سیستم روباتیک مورد نیاز است که باید اشیا را شناسایی و دستکاری کند.
انتخاب دوربین صنعتی مناسب به تعدادی از عوامل مرتبط با کاربرد خاص شما بستگی دارد. در اینجا برخی از ملاحظات کلیدی وجود دارد:
رزولوشن: این به تعداد پیکسل های تصویر اشاره دارد. وضوح بالاتر به معنای جزئیات بیشتر است که می تواند برای کاربردهایی مانند بازرسی اجزای کوچک یا برای کاربردهایی که دقت بالایی لازم است مهم باشد. با این حال، دوربین‌های با وضوح بالاتر نیز فایل‌های تصویری بزرگ‌تری تولید می‌کنند که می‌تواند سرعت پردازش تصویر را کاهش دهد.
نرخ فریم: این سرعتی است که دوربین می تواند تصاویر را با آن ثبت کند که معمولاً بر حسب فریم در ثانیه (fps) اندازه گیری می شود. اگر می‌خواهید از اشیاء یا رویدادهایی که به سرعت در حال حرکت هستند عکس بگیرید، به دوربینی با سرعت بالا نیاز دارید.
حساسیت: به توانایی دوربین در گرفتن تصاویر در شرایط کم نور اشاره دارد. اگر برنامه شما در محیطی با نور کم قرار دارد، به دوربینی با حساسیت بالا نیاز دارید.
محدوده دینامیک: این به توانایی دوربین برای ثبت جزئیات در هر دو قسمت روشن و تاریک یک تصویر اشاره دارد. اگر برنامه شما شامل صحنه هایی با طیف وسیعی از سطوح روشنایی است، به دوربینی با محدوده دینامیکی بالا نیاز دارید.
رابط: رابط نحوه اتصال دوربین به بقیه سیستم شما است. رابط های رایج عبارتند از USB، GigE و Camera Link. انتخاب رابط به عواملی مانند سرعت انتقال داده مورد نیاز و طول کابل مورد نیاز بستگی دارد.
فرم فاکتور و گزینه های نصب: اندازه و شکل فیزیکی دوربین و همچنین نحوه نصب آن ممکن است بسته به فضای موجود در تنظیمات شما مهم باشد.
سازگاری با نرم افزار: دوربین باید با هر نرم افزار پردازش تصویری که استفاده می کنید سازگار باشد. بسیاری از دوربین های صنعتی از پروتکل های استاندارد (مانند GenICam) برای اطمینان از سازگاری استفاده می کنند.
استحکام: بسته به محیطی که دوربین در آن استفاده خواهد شد، ممکن است لازم باشد عواملی مانند مقاومت در برابر لرزش، شوک و درجه حرارت شدید را در نظر بگیرید. قیمت: دوربین‌های صنعتی می‌توانند از نظر قیمت بسیار متفاوت باشند،
بنابراین باید همه عوامل فوق را با بودجه خود متعادل کنید. علاوه بر خود دوربین، باید لنز، نور و سایر لوازم جانبی که ممکن است برای برنامه شما مورد نیاز باشد را نیز در نظر بگیرید. و به یاد داشته باشید، بهترین راه برای دانستن اینکه آیا دوربین برای برنامه شما مناسب است یا خیر، آزمایش آن در شرایط واقعی است. بسیاری از تامین کنندگان دوربین واحدهای ارزیابی را برای این منظور فراهم می کنند.
لنز بخشی جدایی ناپذیر از سیستم تصویربرداری شما است و می تواند به طور قابل توجهی بر کیفیت تصاویر گرفته شده تأثیر بگذارد. در اینجا چند فاکتور کلیدی وجود دارد که باید هنگام انتخاب لنز برای یک دوربین صنعتی در نظر بگیرید:
فاصله کانونی: این فاصله بین لنز و سنسور تصویر است. فاصله کانونی کوتاه، میدان دید وسیع و عمق میدان زیادی ایجاد می‌کند، به این معنی که بیشتر صحنه به یکباره در فوکوس قرار می‌گیرد. فاصله کانونی طولانی، میدان دید باریک و عمق میدان کمی ایجاد می‌کند، به این معنی که یک ناحیه کوچک‌تر در فوکوس قرار می‌گیرد، اما با جزئیات بیشتر.
وضوح: وضوح لنز باید با وضوح سنسور دوربین مطابقت داشته باشد یا بیشتر از آن باشد. اگر وضوح لنز کمتر از وضوح سنسور باشد، تصویر حاصل تار خواهد شد.
دیافراگم: دیافراگم سوراخی در عدسی است که نور از آن عبور می کند. دیافراگم بزرگتر نور بیشتری را وارد می کند که می تواند در شرایط کم نور مفید باشد. با این حال، دیافراگم بزرگتر نیز عمق میدان را کاهش می دهد. دیافراگم اغلب روی یک لنز قابل تنظیم است و با عدد f (f-stop) نشان داده می شود.
فاصله کاری: این فاصله از جلوی لنز تا جسم مورد تصویربرداری است. فاصله کاری صحیح به ویژگی های برنامه شما بستگی دارد.
میدان دید: ناحیه ای از صحنه است که لنز می تواند آن را ثبت کند. میدان دید مورد نیاز به اندازه ناحیه ای که می خواهید تصویر کنید بستگی دارد.
اعوجاج: همه لنزها درجاتی از اعوجاج را به تصویر وارد می کنند. سطح قابل قبول اعوجاج بستگی به ویژگی های برنامه شما دارد.
Mount: پایه لنز باید با پایه روی دوربین مطابقت داشته باشد. انواع متداول پایه ها عبارتند از C-mount و CS-mount.
استحکام: در محیط های صنعتی، لنز باید قادر به مقاومت در برابر عوامل محیطی مانند ارتعاشات، شوک ها و نوسانات دما باشد.
قیمت: مانند دوربین ها، لنزها نیز می توانند از نظر قیمت بسیار متفاوت باشند. شما باید همه عوامل فوق را با بودجه خود متعادل کنید.
هنگام انتخاب یک لنز، توجه به کل سیستم تصویربرداری، از جمله دوربین، نورپردازی و هر نرم افزار پردازش تصویر ضروری است. همه این عناصر باید با هم کار کنند تا نیازهای برنامه شما را برآورده کنند. و مثل همیشه، بهترین راه برای دانستن اینکه آیا یک لنز مناسب است یا خیر، آزمایش آن در شرایط واقعی است.