کیفیت تصویر، دقت هوش مصنوعی، تأخیر سیستم، مصرف پهنای باند و پایداری کلی محصول همگی مستقیماً تحت تأثیر ماژول دوربین در سیستمهای هوش مصنوعی تعبیهشده و بینایی ماشین هستند. در حالی که پروژه های مهندسی واقعی نیاز به متعادل کردن نوع شاتر، عملکرد HDR، FPS، پهنای باند رابط، اپتیک و شرایط محیطی دارند، بسیاری از توسعه دهندگان تنها بر روی مگاپیکسل و وضوح تمرکز می کنند.
دانستن منطق انتخاب واقعی زیربنای حسگرهای CMOS می تواند خطرات توسعه و هزینه های یکپارچه سازی را تا حد زیادی کاهش دهد، چه در حال ایجاد یک سیستم دوربین صنعتی هوش مصنوعی، یک دستگاه بینایی تعبیه شده یا یک ماژول دوربین USB باشید.
شاتر جهانی در مقابل شاتر نورد
نوع شاتر الکترونیکی یکی از مهمترین فاکتورها هنگام انتخاب ماژول دوربین است. سنسورهای شاتر جهانی همه پیکسل ها را به طور همزمان در معرض دید قرار می دهند. این کار از اعوجاج حرکتی و انحراف تصویر هنگام گرفتن اشیاء سریع-جلوگیری میکند.
ماژول های دوربین شاتر جهانی به طور گسترده در موارد زیر استفاده می شوند:
- بینایی ماشین
- بازرسی صنعتی
- رباتیک
- سیستم های AGV
- اسکن بارکد
- ضبط حرکت با سرعت بالا-
سنسورهای شاتر نورد پیکسل ها را خط به خط در معرض دید قرار می دهند. آنها مقرون به صرفه تر و مناسب تر برای برنامه های تصویربرداری استاندارد هستند، اما حرکت سریع ممکن است باعث اعوجاج تصویر و "اثر ژله" شود.
- حرکت سریع → شاتر جهانی
- کمتر{0}}تصویربرداری → کرکره نورد
وضوح تصویر همیشه به معنای کیفیت تصویر بهتر نیست
بسیاری از پروژهها با انتخاب حسگرهای{0} با وضوح بالاتر مانند ماژولهای CMOS 8 یا 13 مگاپیکسلی شروع میشوند.
با این حال، وضوح بالاتر معمولا افزایش می یابد:
- پهنای باند مورد نیاز
- حجم کاری ISP
- مصرف برق
- الزامات ذخیره سازی
- تأخیر سیستم
برای بسیاری از برنامه های کاربردی هوش مصنوعی تعبیه شده، یک ماژول دوربین 2MP یا 1080P برای تشخیص اشیا و تجزیه و تحلیل لبه ها کافی است.
وضوح تصویر واقعی اغلب بیشتر به موارد زیر بستگی دارد:
- اندازه پیکسل
- کیفیت لنز
- محدوده دینامیکی
- حساسیت به نور کم-
- تنظیم ISP
HDR و محدوده دینامیک در سیستمهای AI Vision
محدوده دینامیکی تعیین می کند که حسگر تا چه اندازه مناطق روشن و تاریک را در همان تصویر کنترل می کند.
عملکرد ناکافی HDR می تواند باعث شود:
- خطا در تشخیص نور پس زمینه
- از دست دادن جزئیات سایه
- تشخیص هوش مصنوعی نادرست
- نوردهی بیش از حد در فضای باز
الزامات HDR معمولی:
- سیستم های هوش مصنوعی داخلی: حدود 80dB HDR
- سیستم های دید تعبیه شده در فضای باز: 120-140dB HDR
FPS و زمان نوردهی
FPS (فریم در ثانیه) تعیین می کند که دوربین در هر ثانیه چند تصویر می گیرد.
برنامههایی مانند روباتیک، هواپیماهای بدون سرنشین و اتوماسیون صنعتی اغلب به FPS بالا و{0}}انتقال تصویر با تأخیر پایین نیاز دارند.
با این حال، FPS بالاتر نیز افزایش می یابد:
- توان عملیاتی داده
- فشار پهنای باند رابط
- بار پردازش ISP
- مصرف برق
حتی اگر یک سنسور از FPS بالا پشتیبانی کند، باز هم زمان نوردهی طولانی می تواند عملکرد نرخ فریم قابل استفاده را کاهش دهد.
بسیاری از{0}}سیستمهای دوربین USB با تأخیر پایین، FPS را با موارد زیر بهبود میبخشند:
- اضافه کردن نور اضافی
- استفاده از سنسورهای پیکسل بزرگتر
- کاهش وضوح
- استفاده از Pixel binning
ماژول دوربین USB در مقابل MIPI
انتخاب رابط مستقیماً بر پیچیدگی یکپارچه سازی سیستم و سرعت توسعه تأثیر می گذارد.
ماژول دوربین USB
- پلاگین UVC-و-پخش کنید
- توسعه سریع
- ادغام آسان سیستم
- مناسب برای نمونه سازی سریع
ماژول دوربین MIPI
- تأخیر کمتر
- مصرف برق کمتر
- برای سیستم های هوش مصنوعی تعبیه شده بهتر است
- بهینه شده برای دستگاه های لبه
محصولات مرتبط:ماژول دوربین USBوماژول دوربین MIPI.
لنز و انتخاب نوری
بسیاری از مهندسان تنها بر روی مشخصات سنسور CMOS تمرکز می کنند در حالی که کیفیت لنز را نادیده می گیرند.
در واقعیت، اپتیک مستقیماً بر:
- میدان دید (FOV)
- کنترل اعوجاج
- وضوح لبه
- عملکرد کم- نور
- ثبات تمرکز
لنزهای با فاصله کانونی کوتاه زوایای دید وسیع تری را ارائه می دهند اما اغلب اعوجاج قوی تری را ایجاد می کنند.
فواصل کانونی بیشتر اعوجاج را کاهش می دهد اما به فاصله کاری بیشتر نیاز دارد.
منطق انتخاب ماژول دوربین عملی
انتخاب ماژول دوربین حرفه ای باید با الزامات برنامه شروع شود تا حداکثر مشخصات.
قبل از انتخاب یک ماژول دوربین، مهندسان باید تأیید کنند:
- آیا هدف به سرعت در حال حرکت است؟
- آیا محیط کم-نور است؟
- فاصله کاری چقدر است؟
- آیا تحلیل هوش مصنوعی-زمان واقعی مورد نیاز است؟
- چه مقدار تاخیر قابل قبول است؟
- آیا پهنای باند رابط کافی است؟
- رابط USB یا MIPI؟
در بسیاری از پروژه ها، پایدارترین راه حل، راه حلی نیست که بالاترین مشخصات را داشته باشد، بلکه راه حلی با بهترین تعادل کلی است.
