Technologies de caméra dans la vision industrielle
L'œil de tout système de vision
La caméra est l'un des éléments les plus importants de tout système de vision industrielle. Elle capture les données d'image qui alimentent les processus d'inspection, de mesure et de contrôle. Le choix de la technologie de caméra appropriée a une incidence directe sur la résolution, la vitesse, la sensibilité à la lumière et la complexité d'intégration du système. Chez STEMMER IMAGING, nous aidons nos clients à sélectionner et à configurer la caméra la mieux adaptée à chaque application.
Principaux types de caméras industrielles
Les caméras industrielles sont disponibles dans différentes technologies, chacune étant adaptée à des tâches et à des environnements spécifiques :
Caméras matricielles – Le choix standard pour la plupart des inspections 2D ; capture d'images plein format
Caméras linéaires – Utilisées pour les matériaux continus (textiles, films, pièces rotatives) ; construisent des images ligne par ligne
Caméras 3D – Détectent les signatures thermiques ; idéales pour l'électronique, la maintenance prédictive et la surveillance de la sécurité
Adapter les spécifications aux exigences de l'application
Pour choisir la caméra adaptée, il est nécessaire de comprendre certains paramètres de performance, tels que :
Type de capteur : CMOS ou CCD
Le type de capteur joue un rôle central dans la détermination de la qualité d'image et de l'applicabilité de la caméra. Bien que les capteurs CCD aient été traditionnellement utilisés dans la vision industrielle, les capteurs CMOS sont devenus la norme pour la plupart des applications industrielles grâce à leur sensibilité plus élevée, leur coût moindre et leur consommation d'énergie réduite. Les capteurs CMOS permettent également des fréquences d'images plus élevées et sont mieux adaptés à l'intégration dans des systèmes compacts.
La résolution définit la plus petite caractéristique détectable
La résolution d'une caméra correspond au nombre de pixels actifs sur le capteur. Elle est essentielle pour détecter les détails en vision industrielle. Une résolution plus élevée permet de capturer des caractéristiques plus petites, ce qui est vital pour des inspections précises et un contrôle qualité efficace.
Lors de la conception d'un système, il est important de calculer la résolution optimale de la caméra afin de résoudre la tâche d'inspection de manière robuste et rentable. Une résolution trop élevée peut entraîner des coûts inutiles et un traitement accru des données, tandis qu'une résolution insuffisante peut ne pas permettre de capturer correctement les détails requis.
La fréquence d'images a un impact sur la vitesse et le timing de l'inspection
La fréquence d'images, mesurée en images par seconde (ips), influe sur la vitesse et l'efficacité de l'inspection. Dans les applications impliquant le mouvement ou le traitement rapide d'objets, une fréquence d'images élevée est essentielle pour garantir que toutes les informations pertinentes sont capturées sans perte de données d'image. Une fréquence d'images inadéquate peut entraîner des retards de traitement et des résultats inexacts.
Type d'obturateur : global pour les pièces mobiles et roulant pour les inspections statiques
Le type d'obturateur a une incidence significative sur la qualité de l'image, en particulier lors de la capture d'objets en mouvement. Les obturateurs globaux capturent l'image entière simultanément, ce qui les rend idéaux pour les pièces en mouvement car ils minimisent le flou de mouvement.
Les obturateurs roulants, en revanche, capturent l'image ligne par ligne et sont mieux adaptés aux inspections statiques où le mouvement est moins critique. Le choix du type d'obturateur approprié dépend fortement de l'application spécifique et de la dynamique de mouvement des objets inspectés.
Interface : USB3, GigE Vision, CoaXPress ou Camera Link
L'interface de la caméra influence non seulement la vitesse de transfert des données, mais aussi la compatibilité avec les systèmes existants. L'USB3 est idéal pour les applications simples avec de faibles besoins en bande passante, tandis que GigE Vision et CoaXPress sont mieux adaptés aux applications plus exigeantes nécessitant des débits de données plus élevés et des longueurs de câble plus importantes.
Camera Link offre une bande passante élevée et est couramment utilisé dans les applications industrielles où un traitement en temps réel est nécessaire. Le choix de l'interface doit être basé sur les exigences spécifiques de l'application.
Boîtier : compact, certifié IP ou à température contrôlée pour les environnements difficiles
Le boîtier de la caméra doit être adapté à l'environnement dans lequel elle sera utilisée. Les boîtiers compacts sont idéaux pour les applications où l'espace est limité, tandis que les boîtiers certifiés IP offrent une protection supplémentaire contre la poussière et l'eau, ce qui est essentiel dans les environnements industriels.
Dans des températures extrêmes, un boîtier à température contrôlée peut être nécessaire pour garantir le bon fonctionnement de la caméra. Il est essentiel de tenir compte des conditions environnementales pour garantir la durabilité et les performances de la caméra.
Une caméra de haute qualité doit être associée à une optique, un éclairage, un logiciel et une conception mécanique adaptés. STEMMER IMAGING vous aide dans les domaines suivants :
Sélection et spécification des caméras
Intégration des interfaces et câblage
Montage mécanique et alignement optique
Synchronisation de plusieurs caméras pour des vues complexes
Modules OEM et imagerie intégrée
Pour les applications à espace restreint ou à grand volume, des modules de caméra OEM compacts sont disponibles. Ceux-ci permettent une intégration plus poussée dans la robotique, les appareils médicaux et les équipements grand public. STEMMER IMAGING prend en charge la personnalisation du matériel, la gestion thermique et les considérations réglementaires.
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Foire
aux questions : Technologies de caméras en vision industrielle
Quels types de caméras industrielles utilise-t-on en vision
industrielle?
Les types les plus courants sont les caméras à balayage de surface et les caméras à balayage linéaire. Les caméras à balayage de surface capturent une image rectangulaire complète en une seule exposition et constituent le choix standard pour l’inspection d’objets ou de scènes discrets. Les caméras à balayage linéaire capturent une ligne à la fois, construisant une image au fur et à mesure que l’objet défile devant elles; elles sont essentielles pour les matériaux en continu tels que les bandes, les films, les textiles ou les surfaces cylindriques. Au-delà de celles-ci, les caméras 3D, les caméras intelligentes et les caméras thermiques répondent à des exigences d’application spécifiques.
Quelle est la différence entre une caméra à balayage de surface
et une caméra à balayage linéaire??
Une caméra à balayage de surface capture une image bidimensionnelle en une seule image. Elle est bien adaptée aux objets statiques ou en mouvement pouvant être capturés en un seul instantané. Une caméra à balayage linéaire utilise une seule rangée de pixels pour capturer les images progressivement à mesure que l’objet passe devant la caméra. Cela rend le balayage linéaire idéal pour l’inspection à haute résolution d’objets continus ou rotatifs, là où une caméra à balayage de surface nécessiterait plusieurs images qui se chevauchent pour obtenir la même couverture. Le balayage linéaire offre également des résolutions très élevées sans le coût ni la surcharge de données associés à un capteur à balayage global.
Comment choisir l’interface de caméra adaptée à mon application?
Le choix de l’interface dépend des exigences en matière de bande passante, de la longueur du câble et de la nécessité ou non d’une carte d’acquisition d’images. USB3 Vision est un choix pratique pour les applications à bande passante faible à moyenne avec des longueurs de câble courtes. GigE Vision est la norme la plus répandue, offrant des distances Ethernet allant jusqu’à 100 mètres sans carte d’acquisition d’images. Pour les applications à très haute vitesse nécessitant un débit de données maximal, CoaXPress ou CameraLink fournissent la bande passante nécessaire, mais exigent une carte d’acquisition d’images compatible. Toutes les normes actuelles relèvent du cadre GenICam, ce qui garantit un contrôle cohérent des caméras sur toutes les plateformes.
De quelle résolution ai-je besoin pour mon application de vision
industrielle?
Les exigences en matière de résolution sont déterminées par la plus petite caractéristique devant être détectée de façon fiable, la taille du champ de vision et la précision d’inspection requise. Un point de départ courant consiste à s’assurer que la caractéristique occupe au moins 2 à 3 pixels dans l’image. Par exemple, la détection d’un défaut de 0,1 mm sur une pièce de 100 mm de large nécessite une caméra disposant d’au moins 1 000 pixels sur cette dimension. La résolution doit toujours être mise en balance avec la fréquence d’images, la taille du capteur et l’éclairage disponible : augmenter la résolution sans ajuster les autres paramètres réduit généralement la fréquence d’images.
Qu’est-ce
que GigE Vision et pourquoi est-il largement utilisé en vision industrielle?
GigE Vision est une norme de vision industrielle qui définit la manière dont les caméras transmettent les données d’image via une infrastructure Gigabit Ethernet standard. Son adoption généralisée s’explique par la disponibilité du matériel Ethernet, les longueurs de câble pouvant atteindre 100 mètres sans carte d’acquisition d’images, et la possibilité de faire fonctionner plusieurs caméras sur un même réseau. GigE Vision fait partie du cadre GenICam, qui normalise la configuration des caméras entre les différents fabricants. Des variantes telles que le 2,5 GigE, le 5 GigE et le 10 GigE répondent aux besoins des applications nécessitant une bande passante plus élevée.
Les caméras industrielles peuvent-elles être utilisées dans des
environnements industriels difficiles?
Oui. Les caméras industrielles sont conçues pour des environnements exigeants. Des boîtiers classés IP protègent contre la pénétration de poussière et d’eau, et de nombreux modèles sont offerts dans des configurations compactes et résistantes aux vibrations. Pour les applications soumises à des plages de températures extrêmes, à la pression ou à l’exposition à des produits chimiques, des boîtiers de protection spécialisés peuvent accueillir des caméras standard. Lors du choix d’une caméra destinée à un environnement hostile, il est important de tenir compte à la fois de l’indice de protection IP de la caméra et de sa plage de températures de fonctionnement, et de planifier en conséquence l’acheminement des câbles et la protection des connecteurs.
