Caméras de vision robotique pour la robotique embarquée
Une caméra de vision robotique doit fournir des données d’image fiables pour les robots autonomes, la guidage robotique et l’imagerie à faible latence. En robotique, la caméra aide le système à détecter les objets, comprendre les mouvements, soutenir le positionnement et envoyer des données visuelles exploitables à la plateforme de traitement embarquée.
Cet article explique comment choisir une caméra embarquée pour la robotique et comment les caméras Acuva GMSL2, 36S MIPI CSI-2 et 36C FPD-Link III de The Imaging Source peuvent soutenir différentes architectures de vision robotique.
Pourquoi le choix de la caméra de vision robotique est important
Le choix de la caméra de vision robotique est crucial car les robots évoluent souvent dans des environnements dynamiques. La caméra doit pouvoir capturer des objets en mouvement, des scènes changeantes, des éclairages variables et des actions rapides tout en transmettant des données d’image stables au processeur.
Une caméra de vision robotique fait partie du système de vision embarquée complet. Le capteur, l’interface, l’objectif, le câble, la position de montage et la plateforme processeur influencent tous la fiabilité avec laquelle le robot peut utiliser les données d’image.
Pour les OEM, développeurs et intégrateurs système, les facteurs importants de sélection incluent la latence, la fréquence d’images, le type d’obturateur, la longueur du câble, la stabilité mécanique, le support logiciel et la disponibilité à long terme.
Applications courantes des caméras de vision pour robots
Les caméras de vision robotique peuvent être utilisées dans de nombreux types de systèmes robotiques. La meilleure configuration de caméra dépend du type de robot, du mouvement, de l'environnement et de la tâche de traitement d'image.
| Domaine d'application | Données d'image utilisées pour | Exigence clé |
|---|---|---|
| Robots autonomes | Fournir des données d'image de scène pour la navigation et les flux de travail de prise de décision. | Données d'image fiables pendant le mouvement. |
| Robots mobiles | Fournir des données d'image pour les logiciels de détection d'obstacles et de positionnement. | Sortie stable et champ de vision adapté. |
| Bras robotiques | Fournir des données d'image pour la localisation, l'alignement et les flux de travail de guidage d'objets. | Imagerie précise et calibration répétable. |
| Robots de prélèvement | Fournir des données d'image pour l'identification d'objets et la guidance de prélèvement. | Qualité d'image constante et faible latence. |
| Robots d'inspection | Fournir des données visuelles pour le contrôle des pièces, surfaces ou zones. | Détail d'image et sortie répétable. |
| Robots de service | Fournir des données d'image pour les tâches de perception visuelle et d'interaction. | Conception compacte et performance stable. |
La caméra doit être choisie en fonction de la tâche du robot, de la position de la caméra, du mouvement, de la plateforme de traitement et des conditions d'exploitation prévues.
Options de caméras pour vision robotique : Acuva, 36S ou 36C
La caméra de vision robotique appropriée dépend de l’emplacement de la caméra, de sa distance au processeur et de la robustesse requise pour la conception du robot.
| Option de caméra | Meilleur choix | Pourquoi c’est adapté |
|---|---|---|
| Acuva IP67 GMSL2 | Robots mobiles, robots extérieurs et systèmes robotiques robustes. | Conception IP67 GMSL2 pour un placement robuste, un transfert d’image fiable et des liens plus longs de caméra embarquée. |
| 36S MIPI CSI-2 | Modules robotiques compacts avec la caméra proche du processeur. | Connexion directe caméra-processeur avec faible latence et faible encombrement matériel. |
| 36C FPD-Link III | Robots nécessitant un placement flexible de la caméra. | Liens plus longs de caméra embarquée entre le capteur et la plateforme de traitement. |
Pour les modules robotiques compacts, 36S MIPI CSI-2 est souvent un point de départ pratique. Pour un placement de caméra à distance ou des conceptions robustes, Acuva IP67 GMSL2 ou 36C FPD-Link III peuvent supporter une architecture de vision robotique plus flexible.
Caméras de vision robotique Acuva GMSL2 pour systèmes robustes
Les caméras de vision robotique Acuva GMSL2 sont pertinentes lorsque la caméra doit fonctionner dans un environnement exigeant ou être montée loin du processeur. Cela peut inclure des robots mobiles, des robots extérieurs, des plateformes autonomes et des systèmes robotiques avec des positions de caméra exposées.
Les caméras Acuva GMSL2 sont utiles lorsque le système nécessite un câblage robuste et un transfert d’image fiable entre la caméra et la plateforme de traitement embarquée. Cela peut être utile lorsque le processeur est protégé à l’intérieur du corps du robot tandis que la caméra est montée près de l’avant, sur le côté, dans la zone d’outils ou en position d’observation.
Acuva peut être envisagé lorsque le robot peut subir des vibrations, des mouvements, de la poussière, de l’humidité ou un câblage plus long entre la caméra et la carte de traitement.
Caméras de vision robotique 36S MIPI CSI-2 pour modules compacts
Les caméras de vision robotique 36S MIPI CSI-2 sont pertinentes lorsque la caméra est intégrée à proximité du processeur. Cela les rend adaptées aux modules robotiques compacts, aux dispositifs embarqués en périphérie, aux sous-systèmes robotiques légers et aux plateformes prototypes.
Les caméras MIPI CSI-2 prennent en charge la communication directe entre la caméra et le processeur. Cela peut aider à réduire la taille du système et la latence lorsque la caméra et le processeur sont placés dans le même boîtier.
La série 36S peut être envisagée lorsque la conception du robot nécessite une faible empreinte matérielle, une connexion interne courte de la caméra et une intégration directe avec une plateforme embarquée compatible.
Caméras de vision robotique 36C FPD-Link III pour un placement flexible
Les caméras de vision robotique 36C FPD-Link III sont pertinentes lorsque la caméra doit être séparée de la plateforme de traitement. Cela peut être utile dans les robots où la caméra doit être placée près d'une pince, d'un outil, d'une zone de visualisation mobile ou d'une position externe protégée.
Les caméras FPD-Link III prennent en charge des liaisons plus longues pour la caméra embarquée tout en conservant la fonctionnalité de la caméra côté traitement. Cela offre aux concepteurs plus de liberté dans la disposition du robot, le routage des câbles et le positionnement de la caméra.
Choisissez 36C FPD-Link III lorsque la position de la caméra, la longueur du câble et l'architecture du système embarqué sont des facteurs de conception importants.
Exigences de qualité d’image pour les caméras de vision robotique
Les exigences en matière de qualité d’image pour les caméras de vision robotique dépendent de la tâche et du mouvement. Un robot utilisé pour la détection d’objets peut nécessiter des détails et un contraste stables, tandis qu’un robot mobile peut avoir besoin d’une capture de scène cohérente pour la navigation et la détection d’obstacles.
Les facteurs importants incluent la résolution, la fréquence d’images, le type d’obturateur, la sensibilité, la plage dynamique, la sélection de l’objectif et le champ de vision. Les capteurs à obturateur global sont souvent utiles lorsque le robot, l’objet ou la caméra est en mouvement.
La caméra, l’objectif et l’éclairage doivent être examinés ensemble. Même un capteur performant peut sous-performer si le champ de vision, la distance de travail ou l’éclairage ne correspondent pas à la tâche du robot.
Imagerie à faible latence pour la guidage robotique
Une imagerie à faible latence est importante lorsque le robot doit réagir rapidement aux informations visuelles. Cela peut s'appliquer à la navigation, la détection d'objets, la préhension, le positionnement, l'alignement ou l'évitement d'obstacles.
L'interface de la caméra, la plateforme processeur et la chaîne logicielle influencent toutes la latence. Pour des conceptions compactes, une connexion directe caméra embarquée-processeur peut aider à réduire la complexité du système. Pour les robots avec des positions de caméra embarquée éloignées, GMSL2 ou FPD-Link III peuvent permettre un placement plus flexible tout en maintenant un lien fiable de caméra embarquée.
La latence doit être examinée conjointement avec la fréquence d'images, le temps d'exposition, la résolution d'image et les exigences de traitement.
Intégration mécanique pour caméras de vision robotique
L'intégration mécanique est importante car le placement de la caméra est souvent limité par la conception du robot. La caméra peut devoir s'adapter à un boîtier compact, près d'un outil, sur une base mobile ou à l'intérieur d'un boîtier protégé.
Avant de choisir une caméra de vision robotique, vérifiez l'espace disponible, la position de montage, le cheminement des câbles, l'orientation des connecteurs, les vibrations, le comportement thermique et la protection de l'objectif. Pour les robots mobiles, la protection contre la traction des câbles et la stabilité de la mise au point sont particulièrement importantes.
Pour des connexions internes courtes, le MIPI CSI-2 36S peut convenir. Pour des liaisons plus longues ou un placement robuste de la caméra, Acuva GMSL2 ou 36C FPD-Link III peuvent être de meilleures options.
Comment choisir une caméra embarquée pour la robotique
Choisir une caméra de vision embarquée pour la robotique commence par la tâche du robot et la position de la caméra. Définissez ce que le robot doit détecter, inspecter, lire, localiser ou contourner, puis traduisez cela en exigences pour la caméra et le système.
Utilisez cette liste de contrôle comme point de départ :
- Définir la tâche : navigation, inspection, détection d’objets, lecture de codes, préhension ou positionnement.
- Vérifier l’environnement : éclairage, mouvement, vibration, poussière, humidité et espace disponible.
- Choisir l’interface : Acuva GMSL2, 36S MIPI CSI-2 ou 36C FPD-Link III.
- Sélectionner les exigences d’image : résolution, fréquence d’images, type d’obturateur, sensibilité et champ de vision.
- Examiner la mécanique : boîtier, objectif, montage, routage des câbles et protection des connecteurs.
- Confirmer l’intégration système : plateforme processeur, désérialiseur si nécessaire, support logiciel et documentation.
- Planifier la production : disponibilité à long terme, performance reproductible et support fournisseur.
Besoin d’aide pour choisir une caméra de vision robotique ?
Choisir une caméra de vision robotique nécessite plus que simplement sélectionner un capteur. La caméra adaptée dépend du type de robot, de ses mouvements, de la tâche de traitement d’image, de l’interface, de la longueur du câble, de l’objectif, de la plateforme processeur et du support à long terme.
Pour la robotique embarquée, les caméras Acuva GMSL2, 36S MIPI CSI-2 et 36C FPD-Link III de The Imaging Source offrent des options pratiques pour différentes architectures robotiques. Notre équipe peut vous aider à comparer les options de caméras et à identifier une configuration adaptée à votre application.