مقدمة
A وحدة الكاميراهو أكثر من مجرد جهاز استشعار بالإضافة إلى عدسة. للحصول على أفضل جودة للصورة وأقل زمن وصول وتشغيل موثوق به، يجب عليك إلقاء نظرة على مسار التصوير بالكامل - بدءًا من اختيار المستشعر وحتى الواجهة والبرامج الثابتة. سواء كنت تستخدم معيارًاوحدة الكاميرا عالية الدقةأو العرفوحدة الكاميرا OEM، هناك طرق مجربة لذلكتحسين أداء وحدة الكاميرادون رفع التكلفة أو التعقيد. تقدم هذه المقالة خطوات عملية لتحقيق أقصى استفادة من جهازكوحدة الكاميرا CMOS.
ماذا يعني "الأداء"؟
يمكن أن يعني الأداء أشياء مختلفة:
دقة عالية (تفاصيل واضحة للفحص)
حساسية الإضاءة المنخفضة (صور واضحة في الظلام)
الكمون المنخفض (الاستجابة في الوقت الحقيقي للروبوتات)
لون متناسق (دقيق للاستخدام الطبي)
طاقة منخفضة (عمر بطارية طويل)
قرر ما هو الأكثر أهمية لمشروعك قبل أن تبدأ.
1. اختر وحدة كاميرا CMOS المناسبة
المستشعر هو الأساس. أوحدة الكاميرا CMOSأكثر كفاءة في استخدام الطاقة وأسرع من أجهزة CCD الأقدم. لتحسين:
اختر جهاز استشعار مع اليمينحجم البكسل- وحدات البكسل الأكبر حجمًا (أكبر من أو تساوي 2.0 ميكرومتر) توفر أداءً أفضل في الإضاءة المنخفضة؛ تسمح وحدات البكسل الأصغر بدقة أعلى.
للمشاهد المعتمة، استخدم أBSI (إضاءة خلفية)المستشعر - يلتقط المزيد من الضوء.
بالنسبة للأشياء المتحركة، اختر أمصراع عالميلتجنب ضبابية الحركة.
انوحدة الكاميرا OEMيتيح لك تحديد المستشعر الدقيق الذي يناسب احتياجاتك، وليس جزءًا عامًا.
2. قم بمطابقة العدسة مع المستشعر
يجب أن تحل العدسة تفاصيل المستشعر. لن يكون المستشعر عالي الدقة المزود بعدسة بلاستيكية رخيصة حادًا أبدًا. لتحسينأداء وحدة الكاميرا:
يستخدمالعدسات الزجاجية أو الهجينةبجودة بصرية جيدة.
اختر مستوى منخفضًا بدرجة كافيةرقم f(f/1.8 – f/2.4) للإضاءة الخاصة بك.
يختارالتركيز الثابتعندما تكون مسافة العمل معروفة - فهذا يوفر الطاقة والمساحة. يستخدمضبط تلقائي للصورةفقط عندما تختلف المسافات.
لوحدة الكاميرا عالية الدقة(1080 بكسل)، عادةً ما تكون العدسة الزجاجية الجيدة متعددة العناصر كافية.
3. ضبط معالج إشارة الصورة (ISP)
حتى أفضل أجهزة الاستشعار يمكن أن تنتج صورًا سيئة إذا كانت إعدادات مزود خدمة الإنترنت خاطئة. لتحسين الأداء:
يُعدِّلالحد من الضوضاء– الكثير من التفاصيل الضبابية؛ القليل جدا من أوراق الحبوب.
تعيينشحذإلى مستوى يعزز الحواف بدون هالات.
معايرةتوازن اللون الأبيضلمصدر الإضاءة النموذجي الخاص بك (على سبيل المثال، LED، ضوء النهار). استخدم توازن اللون الأبيض التلقائي (AWB) للإضاءة المختلطة.
يُمكَِنالنطاق الديناميكي الواسع (WDR)إذا كان المشهد الخاص بك يحتوي على مناطق مشرقة ومظلمة.
كثيروحدة الكاميرا CMOSتحتوي أجهزة الاستشعار على كتل ISP مدمجة. للتحكم الكامل، استخدم وحدة الإخراج الخام وقم بمعالجة الصورة على مضيفك.
4. اختر الواجهة الصحيحة
تؤثر الواجهة على زمن الوصول والطاقة وطول الكابل. لتحسين أداء وحدة الكاميرا:
بالنسبة للأنظمة المدمجة، استخدمMIPI CSI-2- زمن الوصول المنخفض، الطاقة المنخفضة، الاتصال المباشر.
بالنسبة للأجهزة المتصلة بالكمبيوتر،USB(UVC) مناسب ولكنه يضيف بضعة أجزاء من الثانية.
For long distances (>5 م)، استخدم Ethernet (GigE) أو موسعات USB النشطة.
انوحدة الكاميرا OEMيمكن بناؤه باستخدام الواجهة التي تناسب الهندسة المعمارية الخاصة بك.
5. تقليل الكمون
تحتاج تطبيقات الوقت الفعلي (الروبوتات والتنظير الداخلي) إلى زمن وصول منخفض. لتحقيق ذلك:
استخدم أمصراع عالميحساس لإزالة تأخير مصراع المتداول.
تخطي خطوات مزود خدمة الإنترنت غير الضرورية (على سبيل المثال، تقليل الضوضاء الشديدة) إذا كان المضيف قادرًا على التعامل معها.
يختارMIPIعبر USB، وتجنب الارتباطات اللاسلكية (تضيف شبكة Wi-Fi 20 إلى 100 مللي ثانية).
6. إدارة استهلاك الطاقة
بالنسبة للأجهزة التي تعمل بالبطارية، يعد تحسين الطاقة أمرًا بالغ الأهمية. تشمل التقنيات ما يلي:
يستخدمأوضاع الاستعداد- يجب أن يرسم المستشعر ومزود خدمة الإنترنت<1 mA when idle.
خفضمعدل الإطارعندما لا تكون هناك حاجة إلى السرعة الكاملة (على سبيل المثال، 5 إطارات في الثانية لكاميرا المراقبة).
يستخدممنطقة الاهتمام (ROI)– قراءة جزء صغير فقط من المستشعر، مما يوفر البيانات والطاقة.
لوحدة الكاميرا عالية الدقةبدقة 1080 بكسل، استهدف<200 mW active power.
7. الاختبار في ظل ظروف حقيقية
لا يمكن لأي قدر من النظرية أن يحل محل اختبار العالم الحقيقي. استخدم هدف الدقة ومدقق الألوان في الإضاءة الفعلية. يفحص:
الحدة عبر الصورة بأكملها.
دقة الألوان مقابل مرجع.
عمق المجال - هل مسافة العمل الخاصة بك مغطاة؟
8. العمل مع إحدى الشركات المصنعة لوحدات الكاميرا ذات الخبرة في تصنيع المعدات الأصلية
تعتبر الوحدات الجاهزة للاستخدام بمثابة تنازلات. حقاتحسين أداء وحدة الكاميرالاستخدامك المحدد، فكر فيوحدة الكاميرا OEM. يمكن للمصنع الماهر أن:
قم بتخصيص العدسة وفقًا لمسافة العمل ومجال الرؤية المحددين لديك.
قم بضبط إعدادات مزود خدمة الإنترنت (تقليل الضوضاء، الوضوح، توازن اللون الأبيض) وقفلها في البرامج الثابتة.
تحسين تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لسلامة الإشارة وانخفاض الطاقة.
تقديم تقارير الاختبار والدعم.
في شركة "سينسيري" نحن متخصصون فيوحدة الكاميرا OEMتصاميم للتطبيقات الطبية والصناعية والاستهلاكية. مهندسونا يساعدونك على الاختيار الصحيحوحدة الكاميرا CMOS، وتصميم العناصر البصرية، وضبط مزود خدمة الإنترنت.
ملخص
لتحسين أداء وحدة الكاميرا، ابدأ باليمينوحدة الكاميرا CMOS(حجم البكسل، نوع الغالق). قم بإقرانها بعدسة تحل تفاصيل المستشعر. قم بضبط مزود خدمة الإنترنت (تقليل الضوضاء، الوضوح، توازن اللون الأبيض، WDR). اختر الواجهة (MIPI لزمن الوصول المنخفض، USB للراحة). يمكنك تقليل زمن الوصول باستخدام الغالق الشامل وتجنب المعالجة غير الضرورية. قم بإدارة الطاقة باستخدام أوضاع الاستعداد وعائد الاستثمار. ثم اختبار في ظل ظروف حقيقية. للحصول على أفضل النتائج، اعمل معوحدة الكاميرا OEMالشركة المصنعة التي تقوم بتخصيص كل شيء لتطبيقك. سواء كنت بحاجة إلىوحدة الكاميرا عالية الدقةللاستخدام العام أو وحدة عالية الأداء لمهمة متخصصة، تنطبق هذه المبادئ.
