Размеры камер: чем меньше, тем лучше

Вы когда-нибудь испытывали непреодолимое желание съесть чего-то сладкого? Хорошего понемногу можно сказать не только о сладостях, но и о промышленных системах машинного зрения: Термин кубик сахара приобретает все большее значение в индустрии в последние годы. Он олицетворяет тенденцию к миниатюризации в технологиях машинного зрения.

Кубик сахара в промышленных системах машинного зрения

Этот термин означает небольшие камеры с габаритами 29 x 29 мм – неофициальный, но фактически уже общепринятый стандарт. Кубик сахара (Sugarcube) – именно так называют конструкцию промышленных камер в начальном ценовом сегменте, которые уже прочно зарекомендовали себя в решении множества задач в различных сферах, включая медицину, дорожно-транспортную отрасль и розничную торговлю, а также успешно применяются в обеспечении качества и автоматизированном оптическом контроле в области автоматизации производства.

Малый формат, инновационные технологии

Тенденция к уменьшению форм-фактора была отмечена еще 20 лет назад в мире аналоговых камер и заметно усилилась с ростом популярности интерфейса FireWire и позднее Gigabit Ethernet. Учитывая появление нового типа интерфейса – USB 3.0 – эта тенденция вряд ли изменится. Все известные технические новшества, такие как сенсоры с высоким разрешением и встроенное программное обеспечение с множеством функций, умещаются в эти миниатюрные габариты. В настоящее время в аналоговых камерах обработка данных изображения также выполняется непосредственно в компактном корпусе – отправка данных на внешнее устройство для обработки не требуется.

Важные замечания

При проектировании новой или модификации существующей системы машинного зрения следует с самого начала ориентироваться на концепцию компактности, чтобы избежать проблем с нехваткой пространства на более позднем этапе.
В случае модификации системы в особенности рекомендуется придерживаться малых размеров. При переходе на более крупные форматы могут возникнуть серьезные конструкционные сложности.

Маленькие сенсоры = компактные камеры

Размер камеры по крайней мере частично указывает на формат установленного в ней сенсора. Более крупные сенсоры, обычно с технологией ПЗС, не вписываются в эти компактные габариты. Однако такие ситуации встречаются все реже и реже, поскольку в технологиях машинного зрения отмечается стабильная тенденция в пользу выбора сенсоров с технологией КМОП. Небольшие, но высокопроизводительные сенсоры с пикселями маленького размера сейчас находятся на пике продаж, и, как ожидается, корпус со стандартными на сегодняшний день габаритами 29 x 44 мм заменит более компактный.

Высокая производительность, выгодная цена, гибкие возможности

Выбор компактного формата 29 х 29 мм – лучший способ получить максимальную производительность при наименьших возможных затратах. Этот формат зарекомендовал себя не только за счет внешних факторов (собственно камера), но и своей универсальностью. Большинство производителей камер согласовали свой ассортимент с учетом нового форм-фактора, за счет чего клиенты получают значительно более гибкие возможности.

Традиционные ПЗC-сенсоры обычно крупнее в размерах, поэтому габариты камер с ними составляют 40–45 x 40–45 мм. Тенденция к выбору более компактных КМОП-сенсоров означает, что продажи более крупных камер сократятся и будут приходиться только на отдельные ниши на рынке машинного зрения.

Их заменят ультракомпактные камеры с габаритами 29 х 29 мм, а также камеры 35 x 35 мм, которые появились вместе с новейшим поколением миниатюрных КМОП-сенсоров с высоким разрешением.

Высокая производительность, выгодная цена, гибкие возможности

Преимущества камер в компактном корпусе:

Небольшая камера характеризуется малым весом, что в результате способствует повышению быстродействия системы. Более легкая роботизированная рука-манипулятор, например, будет двигаться быстрее и проворнее.
Небольшая камера также означает экономию пространства. Компактные габариты камер позволяют спроектировать компактную систему или обеспечить более простой физический доступ к ее компонентам.
Компактные камеры предлагаются по более выгодной цене за счет более низкой стоимости небольших сенсоров. Сенсоры большой площади значительно дороже, чем сенсоры маленького формата, потому что для их изготовления необходимо больше кремния.
В ногу со стремительным техническим прогрессом в промышленных системах машинного зрения все чаще делается выбор в пользу сенсоров малых форматов, в частности, КМОП-сенсоров.
Большие системы на базе камер, в которые обычно установлены ПЗC-сенсоры, продолжают выполнять свои нередко весьма сложные функции в конкретных областях, однако сенсоры малого формата и компактные камеры уверенно принимают на себя решение все более разнообразных задач в индустрии машинного зрения.