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El pequeño 1x1 de la visión artificial

Tecnologías de cámaras en la visión artificial

El ojo de todo sistema de visión

La cámara es uno de los elementos más importantes de cualquier sistema de visión artificial. Captura los datos de imagen que impulsan los procesos de inspección, medición y control. La elección de la tecnología de cámara adecuada afecta directamente a la resolución, la velocidad, la sensibilidad a la luz y la complejidad de integración del sistema. En STEMMER IMAGING, ayudamos a los clientes a seleccionar y configurar la cámara más adecuada para cada aplicación.

Tipos de cámaras industriales clave

Las cámaras industriales están disponibles en diversas tecnologías, cada una de ellas adecuada para tareas y entornos específicos:
 
  • Area Scan Cameras – la opción estándar para la mayoría de las inspecciones 2D; capturan imágenes de fotograma completo.
  • Cámaras lineales – se utilizan para materiales continuos (textiles, películas, piezas giratorias); crean imágenes línea por línea
  • Cámaras 3D – capture datos de profundidad; se utilizan para la selección de piezas, la medición de volúmenes y la guía robótica

Adaptación de las especificaciones a los requisitos de la aplicación

Para seleccionar la cámara adecuada, es necesario comprender parámetros de rendimiento como:

Tipo de sensor: CMOS frente a CCD

El tipo de sensor desempeña un papel fundamental a la hora de determinar tanto la calidad de la imagen como la aplicabilidad de la cámara. Aunque los sensores CCD se utilizaban tradicionalmente en la visión artificial, los sensores CMOS se han convertido en el estándar para la mayoría de las aplicaciones industriales gracias a su mayor sensibilidad, menor coste y menor consumo de energía. Los sensores CMOS también permiten velocidades de fotogramas más altas y son más adecuados para su integración en sistemas compactos.

La resolución define la característica más pequeña detectable

La resolución de una cámara se refiere al número de píxeles activos del sensor. Es fundamental para detectar detalles en la visión artificial. Una mayor resolución permite capturar características más pequeñas, lo que es vital para realizar inspecciones precisas y controles de calidad.

 

Al diseñar un sistema, es importante calcular la resolución óptima de la cámara para resolver la tarea de inspección de forma robusta y rentable. Una resolución excesiva puede generar costes innecesarios y aumentar el procesamiento de datos, mientras que una resolución insuficiente puede no capturar adecuadamente los detalles necesarios.

La velocidad de fotogramas influye en la velocidad y la sincronización de la inspección

La velocidad de fotogramas, medida en fotogramas por segundo (fps), afecta a la velocidad y la eficiencia de la inspección. En aplicaciones que implican el movimiento o el procesamiento rápido de objetos, es fundamental una velocidad de fotogramas alta para garantizar que se captura toda la información relevante sin perder ningún dato de la imagen. Una velocidad de fotogramas inadecuada puede provocar retrasos en el procesamiento y resultados inexactos.

Tipo de obturador: global para piezas móviles y rodante para inspecciones estáticas

El tipo de obturador influye significativamente en la calidad de la imagen, especialmente al capturar objetos en movimiento. Los obturadores globales capturan toda la imagen simultáneamente, lo que los hace ideales para piezas en movimiento, ya que minimizan el desenfoque por movimiento. The type of shutter significantly impacts image quality, particularly when capturing moving objects. Global shutters capture the entire image simultaneously, making them ideal for moving parts as they minimise motion blur.

 

Los obturadores rodantes, por otro lado, capturan la imagen línea por línea y son más adecuados para inspecciones estáticas en las que el movimiento es menos crítico. La elección del tipo de obturador adecuado depende en gran medida de la aplicación específica y de la dinámica de movimiento de los objetos que se inspeccionan.

Interfaz: USB3, GigE Vision, CoaXPress o Camera Link

La interfaz de la cámara influye no solo en la velocidad de transferencia de datos, sino también en la compatibilidad con los sistemas existentes. USB3 es ideal para aplicaciones sencillas con bajos requisitos de ancho de banda, mientras que GigE Vision y CoaXPress son más adecuados para aplicaciones más exigentes que requieren velocidades de datos más altas y cables más largos.

 

Camera Link ofrece un gran ancho de banda y se encuentra habitualmente en aplicaciones industriales que requieren un procesamiento en tiempo real. La elección de la interfaz debe basarse en los requisitos específicos de la aplicación.

Carcasa: compacta, con clasificación IP o con control de temperatura para entornos difíciles

La carcasa de la cámara debe adaptarse al entorno en el que se va a utilizar. Las carcasas compactas son ideales para aplicaciones con limitaciones de espacio, mientras que las carcasas con clasificación IP proporcionan una protección adicional contra el polvo y el agua, lo que es fundamental en entornos industriales.

 

En temperaturas extremas, puede ser necesaria una carcasa con control de temperatura para garantizar el funcionamiento fiable de la cámara. Tener en cuenta las condiciones ambientales es fundamental para garantizar la durabilidad y el rendimiento de la cámara.

Consideraciones de integración

Una cámara de alta calidad debe combinarse con ópticas, iluminación, software y diseño mecánico adecuados. STEMMER IMAGING ofrece asistencia en:

 

  • Selección y especificación de cámaras
  • Integración de interfaces y cableado
  • Montaje mecánico y alineación óptica
  • Sincronización de varias cámaras para vistas complejas

Módulos OEM e imagen integrada

Para aplicaciones con limitaciones de espacio o de gran volumen, hay disponibles módulos de cámara OEM compactos. Estos permiten una mayor integración en robótica, dispositivos médicos y equipos de consumo. STEMMER IMAGING ofrece asistencia en la personalización del hardware, la gestión térmica y las consideraciones normativas.

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