Πώς οι κάμερες Global Shutter μπορούν να βελτιώσουν τα ρομποτικά συστήματα όρασης

Κάμερα Global Shutter με εξαιρετικά ευρεία γωνία

Σε οποιοδήποτε ρομποτικό σύστημα όρασης, ο αισθητήρας τείνει να είναι η καρδιά της κάμερας. Γενικά, οι δύο τύποι αισθητήρων είναι οι αισθητήρες CCD (Charged Coupled Device) και οι ημιαγωγοί οξειδίου του μετάλλου (CMOS). Όσον αφορά την ταχύτητα, οι αισθητήρες με δυνατότητα CMOSκάμερες παγκόσμιου κλείστρουΜπορεί να διαβάσει ακόμη και 100 φορές πιο γρήγορα από το CCD!

Κάθε ένας από αυτούς τους αισθητήρες διατίθεται σε δύο παραλλαγές - ρολό κλείστρου ή παγκόσμιο κλείστρο. Τώρα, αυτό εγείρει ερωτήματα όπως "Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των αισθητήρων εικόνας ρολού κλείστρου και παγκόσμιου κλείστρου σε συστήματα όρασης;" ή "Ποιος από αυτούς είναι καλύτερος για ρομποτικά συστήματα όρασης;"

Πριν βγάλουμε οποιαδήποτε συμπεράσματα, ας συζητήσουμε πρώτα λεπτομερώς τις διαφορές μεταξύ του ρολού κλείστρου και του αισθητήρα εικόνας παγκόσμιου κλείστρου.

Διαφορά μεταξύ του Rolling Shutter και του Global Shutter Image Sensor

Ρολό παντζουριού:Ένας αισθητήρας εικόνας με κυλιόμενο κλείστρο εκθέτει διαφορετικές γραμμές της διάταξης σε διαφορετικές χρονικές στιγμές – καθώς το κύμα «ανάγνωσης» σαρώνει τον αισθητήρα.

Παγκόσμιο κλείστρο:Ένας αισθητήρας εικόνας με καθολικό κλείστρο επιτρέπει σε όλα τα pixel να συσσωρεύουν ένα φορτίο με την έκθεση – ξεκινώντας και τελειώνοντας ταυτόχρονα. Στο τέλος του χρόνου έκθεσης, το φορτίο διαβάζεται ταυτόχρονα.

Καταλληλότερο για ρομποτική όραση: Rolling Shutter ή Global Shutter;

Πολλές εφαρμογές ρομποτικής νέας εποχής εξαρτώνται από την τεχνολογία όρασης για την εκτέλεση εργασιών. Για παράδειγμα, η τεχνολογία όρασης βοηθά στην επιλογή και τοποθέτηση διαφορετικών αντικειμένων, στον χειρισμό πολλαπλών αντικειμένων που φτάνουν στον χώρο εργασίας με διαφορετικούς προσανατολισμούς ή στις γρήγορες εναλλαγές κατά την εναλλαγή μεταξύ αντικειμένων.

Επομένως, είναι προφανές ότι ο αισθητήρας παγκόσμιου κλείστρου είναι καλύτερος, καθώς καταγράφει τις εικόνες σε μία μόνο στιγμή. Δεν υπάρχει ανάγκη για κύλιση ή σάρωση, όπως θα συνέβαινε κατά τη λήψη εικόνων με το κυλίνδριο κλείστρου. Επομένως, με τον αισθητήρα παγκόσμιου κλείστρου, δεν υπάρχει χώρος για θόλωση, ασυμμετρία και χωρική αλλαγή στις εικόνες που καταγράφονται.

Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι οι αισθητήρες με το καθολικό κλείστρο θα έχουν μεγαλύτερη μορφή εικόνας, γεγονός που οδηγεί σε περίπλοκα σχέδια κυκλωμάτων. Έτσι, θα αυξηθεί το συνολικό κόστος της κάμερας. Ωστόσο, το καθολικό κλείστρο βελτιώνει το σύστημα όρασης των ρομπότ παρέχοντας υψηλότερο ρυθμό καρέ, ανάλυση κ.λπ.

Παράγοντες που επηρεάζουν τις κάμερες Global Shutter στην ρομποτική όραση

Ας δούμε μερικούς από τους παράγοντες που επηρεάζουνκάμερες παγκόσμιου κλείστρουγια την ενίσχυση των ρομποτικών συστημάτων όρασης.

• Υψηλότεροι Ρυθμοί Καρέ – Οι κάμερες με παγκόσμιο κλείστρο καταγράφουν εικόνες με υψηλό ρυθμό καρέ, γεγονός που βοηθά στην ελαχιστοποίηση της παραμόρφωσης από καρέ σε καρέ και στη μείωση του θολώματος της κίνησης, ενώ παράλληλα καταγράφουν αντικείμενα που κινούνται γρήγορα. Επιπλέον, μπορούν εύκολα να εξάγουν καθαρές λεπτομέρειες της σκηνής.

• Υψηλότερη ανάλυση – Οι κάμερες με παγκόσμιο κλείστρο παρέχουν μεγάλο οπτικό πεδίο (FOV) και μικρά pixel. Αυτό τις βοηθά να διατηρούν εικόνες υψηλής ανάλυσης.

• Αυξημένη Απόδοση – Οι κάμερες με παγκόσμιο κλείστρο καταγράφουν ακριβείς πληροφορίες κινούμενων αντικειμένων απεικόνισης με υψηλή ταχύτητα. Επιτρέπουν στις γραμμές παραγωγής να κινούνται πιο γρήγορα και να λειτουργούν με αυξημένη απόδοση.

• Μειωμένη Κατανάλωση Ενέργειας – Οι κάμερες με παγκόσμιο κλείστρο εξαλείφουν τα τεχνουργήματα κίνησης και τα προβλήματα θολώματος. Παρέχουν υψηλή κβαντική απόδοση και εξαιρετική ευαισθησία εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας (NIR), η οποία μειώνει την κατανάλωση ενέργειας και παρατείνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Εφαρμογή καμερών Global Shutter στη ρομποτική όραση

Η εφαρμογή των καθολικών κλείστρων στις κάμερες μπορεί να χρειαστεί χρόνο, αλλά παρέχει υψηλότερη ανάλυση με γρήγορους ρυθμούς καρέ. Τα καθολικά κλείστρα είναι ιδανικά για εφαρμογές όπου τα ελαφρώς υψηλότερα επίπεδα θορύβου ανάγνωσης δεν θα επηρεάσουν την ακρίβεια ή την αξιοπιστία της απεικόνισης, καθώς η ταυτόχρονη έκθεση και η «ανάγνωση» δεν δημιουργούν παραμόρφωση εικόνας κατά τη λήψη αντικειμένων που κινούνται γρήγορα.

Οι υψηλοί ρυθμοί καρέ, η ανάλυση και η απόδοση των αισθητήρων παγκόσμιου κλείστρου τους καθιστούν ιδανικούς για εφαρμογές όπως η μηχανική όραση υψηλής τεχνολογίας, οι εναέριες εφαρμογές, ο βιομηχανικός αυτοματισμός, τα ρομπότ αποθήκης και ούτω καθεξής. Ας δούμε τις κύριες εφαρμογές των καμερών παγκόσμιου κλείστρου στη ρομποτική όραση.

• Αεροφωτογραφία – Η χρήση αισθητήρα ρολού κλείστρου σε drones προκαλεί παραμόρφωση της εικόνας. Αυτό συμβαίνει επειδή κατά τη λήψη εικόνων, η θέση του κλείστρου μετακινείται κατά τη διάρκεια του χρόνου έκθεσης. Αυτή η παραμόρφωση θα επηρεάσει το επίπεδο ακρίβειας. Ενώ στο global shutter, όλα τα pixel ξεκινούν και σταματούν την έκθεση ταυτόχρονα, κάτι που λύνει πλήρως αυτό το πρόβλημα. Έτσι, το drone θα έχει λιγότερους περιορισμούς στην ταχύτητα και τις κινήσεις, ενώ παράλληλα θα παράγει εικόνες χωρίς παραμόρφωση.

• Υψηλής ποιότητας μηχανική όραση – Η αξιοποίηση λύσεων παγκόσμιου κλείστρου CMOS είναι ιδανική για εφαρμογές μηχανικής όρασης υψηλής ποιότητας. Μερικά από τα ανταγωνιστικά της πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν την υψηλή ανάλυση, το παγκόσμιο κλείστρο και τους γρήγορους ρυθμούς καρέ. Η δυνατότητα υψηλής ανάλυσης των καμερών παγκόσμιου κλείστρου καθιστά δυνατή είτε την αύξηση της συνολικής περιοχής επιθεώρησης είτε την επιλογή περισσότερων ορατών λεπτομερειών. Σε σύγκριση με άλλους αισθητήρες, το παγκόσμιο κλείστρο παρέχει έως και 12 φορές κέρδος σε περιοχή ή λεπτομέρεια!

• Ρομπότ Αποθήκης – Ο αισθητήρας παγκόσμιου κλείστρου διευκολύνει την ανάγνωση γραμμωτών κωδικών με ακρίβεια. Κάνει την ανίχνευση αντικειμένων απλή και ακριβή. Επιτρέποντας τρισδιάστατες μετρήσεις όγκου, μπορούν να καταγράψουν γρήγορα ακριβείς εικόνες αντικειμένων που κινούνται γρήγορα ή μακριά, καταναλώνοντας πολύ λίγη ενέργεια - μαζί με μηδενικό θάμπωμα κίνησης.

Κατασκευαστής μονάδας κάμερας από την Κίνα, που προσφέρει OEM/ODM

Dongguan Hampo Electronic Technology Co., Ltd,είναι μια επαγγελματική εταιρεία κατασκευής όλων των ειδών ηλεκτρονικών προϊόντων ήχου και βίντεο, διαθέτοντας τη δική μας υπηρεσία υποστήριξης OEM&ODM. Ας υποθέσουμε ότι τα έτοιμα προς πώληση προϊόντα μας ανταποκρίνονται σχεδόν πλήρως στις προσδοκίες σας και χρειάζεστε να είναι καλύτερα προσαρμοσμένα στις ανάγκες σας. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας.

Εάν τα έτοιμα προς πώληση προϊόντα μας ανταποκρίνονται σχεδόν πλήρως στις προσδοκίες σας και χρειάζεστε να είναι καλύτερα προσαρμοσμένα στις ανάγκες σας, μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας για εξατομίκευση, απλώς συμπληρώνοντας μια φόρμα με τις απαιτήσεις σας.