In che modo le telecamere con otturatore globale possono migliorare i sistemi di visione robotica

Fotocamera con otturatore globale e ultra grandangolare

In qualsiasi sistema di visione robotica, il sensore tende ad essere il cuore della telecamera. Generalmente, i due tipi di sensori sono il dispositivo ad accoppiamento di carica (CCD) e il semiconduttore a ossido di metallo complementare (CMOS). Per quanto riguarda la velocità, abilitato per CMOSfotocamere con otturatore globalepuò leggere anche 100 volte più velocemente del CCD!

Ciascuno di questi sensori è disponibile in due varianti: tapparella o tapparella globale. Ora, questo fa sorgere domande come “Qual è la differenza tra i sensori di immagine per tapparella e otturatore globale nel sistema di visione?” oppure “Quale di questi è migliore per i sistemi di visione robotica?”

Prima di giungere a qualsiasi conclusione, discutiamo in dettaglio le differenze tra il sensore di immagine rolling shutter e global shutter.

Differenza tra il sensore di immagine Rolling Shutter e Global Shutter

Tapparella:Un sensore di immagine con una tapparella espone diverse linee della matrice in momenti diversi, mentre l'onda di "lettura" attraversa il sensore.

Otturatore globale:Un sensore di immagine con otturatore globale consente a tutti i pixel di accumulare una carica con l'esposizione, iniziando e terminando contemporaneamente. Al termine del tempo di esposizione, la carica viene letta simultaneamente.

Più adatto per la visione robotica: Rolling Shutter o Global Shutter?

Molte applicazioni robotiche della nuova era dipendono dalla tecnologia visiva per svolgere le proprie attività. Ad esempio, la tecnologia di visione aiuta a raccogliere e posizionare oggetti diversi, a gestire più oggetti che arrivano sul posto di lavoro con orientamenti diversi o a effettuare rapidi passaggi quando si passa da un oggetto all'altro.

È quindi evidente che il sensore dell'otturatore globale è migliore poiché cattura le immagini in un singolo momento di tempo. Non è necessario scorrere o scansionare, come nel caso dell'acquisizione di immagini con la tapparella. Pertanto, con il sensore Global Shutter, non c'è spazio per sfocature, distorsioni e spazialità nelle immagini catturate.

È anche importante notare che i sensori con otturatore globale avranno un formato immagine più grande, il che comporterà complicate progettazioni di circuiti. Pertanto, aumenterà i costi complessivi della fotocamera. Tuttavia, l'otturatore globale migliora il sistema di visione dei robot fornendo frame rate, risoluzione, ecc. più elevati.

Fattori influenti delle telecamere con otturatore globale nella visione robotica

Diamo un'occhiata ad alcuni dei fattori che influenzanofotocamere con otturatore globaleper migliorare i sistemi di visione robotica.

• Frame rate più elevati – Le telecamere con otturatore globale catturano immagini a un frame rate elevato, che aiuta a ridurre al minimo la distorsione fotogramma per fotogramma e a ridurre l'effetto movimento durante l'acquisizione di oggetti in rapido movimento. E possono facilmente estrarre dettagli chiari della scena.

• Risoluzione più elevata – Le telecamere con otturatore globale forniscono un ampio campo visivo (FOV) e pixel piccoli. Li aiuta a mantenere l'imaging ad alta risoluzione.

• Maggiore efficienza – Le telecamere con otturatore globale catturano informazioni precise sugli oggetti in movimento ad alta velocità. Consentono alle linee di produzione di muoversi più velocemente e di operare con maggiore efficienza.

• Consumo energetico ridotto: le telecamere con otturatore globale eliminano gli artefatti dovuti al movimento e i problemi di sfocatura. Forniscono un'elevata efficienza quantica e un'eccellente sensibilità al vicino infrarosso (NIR), che riduce il consumo energetico e prolunga la durata della batteria.

Applicazione delle telecamere con otturatore globale nella visione robotica

L'implementazione degli otturatori globali nelle fotocamere potrebbe richiedere tempo, ma fornisce una risoluzione più elevata con frame rate rapidi. Gli otturatori globali sono perfetti per applicazioni in cui livelli leggermente più elevati di rumore di lettura non influiscono sulla precisione o sull'affidabilità dell'immagine poiché l'esposizione e la "lettura" simultanee non creano distorsioni dell'immagine durante l'acquisizione di oggetti in rapido movimento.

Gli elevati frame rate, la risoluzione e le prestazioni dei sensori Global Shutter li rendono ideali per applicazioni quali visione artificiale di fascia alta, applicazioni aeree, automazione industriale, robot di magazzino e così via. Vediamo le principali applicazioni delle global shutter camera nella visione robotica.

• Imaging aereo: l'utilizzo di un sensore rolling shutter sui droni provoca la distorsione dell'immagine. Succede perché durante l'acquisizione di immagini, la posizione dell'otturatore si sposta durante il tempo di esposizione. Questa distorsione influenzerà il livello di precisione. Nell'otturatore globale, invece, tutti i pixel iniziano e interrompono l'esposizione contemporaneamente, il che risolve completamente questo problema. Pertanto, il drone avrà meno limitazioni in termini di velocità e movimenti, pur producendo immagini prive di distorsioni.

• Visione artificiale di fascia alta: l'utilizzo delle soluzioni con otturatore globale CMOS è ideale per applicazioni di visione artificiale di fascia alta. Alcuni dei suoi vantaggi competitivi includono alta risoluzione, otturatore globale e frame rate rapidi. La capacità di alta risoluzione delle telecamere con otturatore globale consente di aumentare l'area totale di ispezione o di scegliere dettagli più visibili. Rispetto ad altri sensori, l'otturatore globale fornisce un guadagno fino a 12 volte in termini di area o dettaglio!

• Robot di magazzino – Il sensore otturatore globale facilita la lettura precisa dei codici a barre. Rende il rilevamento degli oggetti semplice e accurato. Abilitando le misurazioni del volume 3D, possono catturare rapidamente immagini precise di oggetti in rapido movimento o lontani consumando pochissima energia e senza alcuna sfocatura da movimento.

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