Plus petites, plus rapides, plus intelligentes
Caméras industrielles pour tous les cas d'application
Outre des résolutions toujours plus grandes et des normes de transmission plus rapides, deux autres orientations pertinentes pour les applications se développent sur le marché des caméras industrielles. D'une part, il existe un besoin croissant de petites caméras sur carte de qualité industrielle, dotées des principales caractéristiques de base, d'un design économique et de possibilités d'intégration optimales. D'autre part, on observe une demande accrue de caméras intelligentes équipées du traitement d'images basé sur l'IA. Ces appareils de vision embarqués peuvent analyser les images de manière autonome et fournir des résultats directs.
Ces dernières années, le secteur des caméras industrielles a connu un développement fulgurant, marqué par trois orientations de la part des fabricants de caméras : « faire plus petit, plus rapide, plus intelligent ». Avec les progrès incessants de la technologie des capteurs et l'automatisation croissante des processus de production, de nouvelles possibilités continuent de s'ouvrir pour optimiser les performances des caméras industrielles ou pour mieux les adapter aux exigences. Ces étapes évolutives vers des formes plus compactes, des vitesses plus élevées et des fonctionnalités plus intelligentes sont en grande partie responsables de l'évolution des secteurs industriels les plus divers. Cet article spécialisé se penche sur l'importance de ces trois catégories de caméras et met en lumière la manière dont elles soutiennent le traitement d’image industriel.
Mini-caméras pour les systèmes embarqués
La construction des caméras monocartes peut désormais être si petite que ces dernières peuvent être entièrement placées dans le support d'objectif. Leur faible encombrement les rend particulièrement adaptées à la production de petits appareils et aux applications de vision embarquée. Sur ce segment, IDS propose par exemple des modèles ne mesurant que 29 x 29 x 7 mm. Pour une intégration aussi variable que possible, ces petites caméras industrielles de la série X sont disponibles dans de nombreuses variantes de boîtiers. En tant que caméras sur carte avec ou sans support d'objectif ou logées dans du plastique ou un boîtier entièrement en zinc moulé sous pression, elles sont optimisées en termes de coûts pour ne proposer que les caractéristiques essentielles. Elles sont donc parfaitement adaptées aux applications sensibles au prix et à grands volumes. Et grâce à leur petite taille, ces caméras respectueuses du budget s'intègrent aussi facilement dans les systèmes de traitement d'image les plus divers.
En ce qui concerne les accessoires et les connexions ou interfaces, les composants standard garantissent une utilisation simple. Tous les objectifs courants à monture C/CS ou S peuvent être utilisés, et avec le connecteur Type-C et la norme USB3 Vision, ils peuvent être facilement mis en service ou intégrés dans un système de vision sans nécessiter beaucoup d'accessoires ou d'outils de développement complexes.
Avec cette catégorie de caméras, IDS répond à une autre exigence du marché. En effet, de nombreuses applications ne nécessitent pas de caméras dotées de capteurs d'images haut de gamme. L'utilisation de variantes moins chères, dont la résolution, la fréquence d'images et la technologie d'obturation n'ont été que faiblement réduites par les fabricants de capteurs par rapport aux modèles haut de gamme, offre ici un potentiel d'économies supplémentaire.
45 mégapixels sans perte de vitesse
En revanche, si les cadences doivent être augmentées, les temps d'inspection réduits et les objets, tels que les wafers ou les panneaux, analysés, mesurés ou contrôlés avec une grande précision à partir de grandes distances, on utilise des capteurs grand format. Cela permet de réduire au minimum les prises de vue ou les points d'inspection nécessaires avec le plus grand champ de vision possible et d'augmenter le débit. Pour transmettre à une unité de traitement d'images les images de caméra générées, qui nécessitent beaucoup de données, en pleine résolution, à une fréquence d'image élevée et avec des latences très faibles, il faut en outre une interface à grande vitesse.
Avec la caméra uEye Warp10, IDS a lancé sur le marché une famille de caméras qui transmet des données particulièrement rapidement et sans effort sur de longues distances grâce à l’interface 10GigE sur un réseau basé sur ethernet. Les capteurs d'image utilisés sont des capteurs à obturateur global (Global Shutter) d'onsemi avec jusqu'à 45 MP. En combinaison avec la monture TFL filetée et donc adaptée à l'industrie, ces capteurs d'image avec des diagonales d'image allant jusqu'à 2" peuvent être exposés sans ombrage des bords.
Étant donné que ce système à grande vitesse nécessite, à pleine charge, une puissance de refroidissement nettement supérieure à celle des caméras industrielles standard, on utilise ici un design de boîtier avec des ailettes de refroidissement. Grâce à une plaque de refroidissement active supplémentaire, il est même possible d'obtenir une construction beaucoup plus compacte que d'autres systèmes 10GigE avec des refroidisseurs passifs.
Analyses d’images (sans PC) directement sur la caméra
Vous souhaitez trier par qualité, catégoriser par classe ou détecter des objets ou des caractéristiques et le système de traitement d'images doit être le moins encombrant possible, voire sans PC supplémentaire ? Dans ces cas, l'IA, l'Edge Computing et la vision embarquée apportent plus de flexibilité et de productivité. Les représentants de ces appareils compacts de vision embarquée sont des caméras intelligentes qui ne se contentent pas de capturer des images et de les envoyer à des PC hôtes pour un traitement ultérieur, mais qui effectuent elles-mêmes l'analyse des images grâce à un accélérateur IA intégré et génèrent ainsi de manière tout à fait autonome des résultats pertinents pour le processus.
Ces classes d'appareils fournissent ainsi des données qui ne peuvent pas être générées par des caméras industrielles classiques ou seulement avec des composants système supplémentaires - et assument ainsi un nouveau rôle dans les systèmes en réseau. Elles ne font plus seulement partie du traitement de l'image, mais agissent comme un système complet de traitement d'images. Pour la communication, leurs interfaces prennent en charge des protocoles industriels tels que OPC UA, échangent ainsi des données de résultats directement avec les machines et les commandes, et travaillent ainsi de manière transparente dans des applications de l’industrie 4.0 - une étape importante pour la convergence du traitement d'image et des API. C'est ainsi que naissent des synergies pionnières pour l'avenir.
C'est l'application qui décide !
Toutes les caméras ne se valent donc pas ! Quiconque aborde le sujet des caméras industrielles peut avoir des besoins très différents. La résolution des capteurs, la vitesse de transmission et les fonctionnalités ne sont souvent pas les facteurs décisifs. L'accent est donc toujours mis sur l'application. Qu'il s'agisse d'automatisation, d'assurance qualité ou de véhicules autonomes, les exigences pour des caméras industrielles adaptées peuvent être spécifiées dès aujourd'hui de manière plus ciblée grâce aux caractéristiques suivantes : plus petites, plus rapides, plus intelligentes.