Rychlé barvy jako živé

2019/ číslo 2

Novinka japonské firmy JAI poprvé kombinuje technologii 3-CMOS RGB hranolu s 10GBASE-T (10 Gbit/s) rozhraním pro rychlý přenos dat na vzdálenost až 100 m.

Pod označením Sweep SW-4000T-10GE výrobce představil první kameru na světě 10GBASE-T GigE 3-CMOS pro barevný sken. Nabízí nejen mimořádnou všestrannost díky zpětné kompatibilitě se standardy N-BASE-T a 1000BASE-T GigE, ale je i nejrychlejším zařízením svého druhu pro skenování barevných linií.

Zařízení je charakterizováno výrobcem jako průmyslová 4K prismatická RGB barevná skenovací kamera s 4096 px na řádek a velmi rychlým přenosem s frekvencí 97 kHz díky vysokorychlostnímu rozhraní 10 GigE (přičemž barevný datový výstup YUV může využívat ještě rychlejší frekvenci až 145 kHz). Design 3-CMOS hranolu zahrnuje tři samostatné zobrazovače, které souběžně zachytávají červené, zelené a modré spektrální vlnové pásmo. Součástí je i sada pokročilých funkcí, která zajišťuje nejlepší možný výkon a přesnost pro webově založené nebo kontinuální aplikace barevného zobrazování.

Vestavěná technologie automatického převodu zajišťuje zpětnou kompatibilitu s pomalejšími systémy N-BASE-T (5 Gbit/s a 2,5 Gbit/s) a 1000BASE-T (1 Gbit/s). Díky této flexibilitě je zařízení vhodné pro širokou škálu průmyslových aplikací pro liniové skenování od nejpomalejších po nejvyšší rychlosti. Aplikace zahrnují inspekční operace, jako je kontrola tisku, 3D kontrola lahví, plechovek nebo jiných válcových předmětů, třídění potravinářských produktů, kontrola oceli, skla, textilu, papíru či fólií, granulární inspekci, ale také oblast silniční a železniční inspekce či kontrola při recyklačních operacích.

Portfolio JAI obsahuje i řadu dalších produktů pro strojové vidění, jako např. miniaturní kamerky řady Go. Kompaktní rozměry (29 x 29 x 41,5 mm) a hmotnost ca 50 g je předurčují k uplatnění tam, kde je kritická hmotnost i velikost. Nabízejí kvalitu obrazu s rozlišením 5 mpix a rychlost snímání až 107 sn./s.

Ve srovnání s jednosenzorovými aparáty nabízejí 3senzorové kamery s optickými hranoly významné výhody. Precizní vyrovnání senzorů poskytuje přesné přiřazování RGB složek bez barevných „halo“ efektů. Jediná výsledná optická osa zajišťuje pixelovou přesnost a shodné zvětšení pro každý senzor. Přesná registrace zabraňuje problémům s předměty pohybujícími se různými rychlostmi nebo rotací. Kamera může být navíc umístěna mimo osu objektu.

Mimořádně vysoká rychlost liniového skenování klade velké nároky na účinnost zachycování světla. Kromě lepší propustnosti světla, kterou poskytují kamery s hranolem ve srovnání s trilineárními kamerami, otevírá 4řádková struktura každého senzoru řadu různých kombinací tzv. binningu. Jde o techniku kombinování klastru pixelů do jednoho (většího) pixelu, což umožňuje redukovat celkový počet pixelů. Tato agregace, přestože je spojena s částečnou ztrátou informací, snižuje množství zpracovávaných dat. To usnadňuje analýzu a umožňuje snížit dopad šumu čtení na zpracovaný obraz.

Každý senzor má dva řádky s 7,5 x 7,5 µm pixely pro rychlou odezvu a dva řádky obsahující 7,5 x 10,5 µm pixely pro lepší dynamický rozsah. Použití jednoduchého provozu, vertikálního a horizontálního binningu či jejich kombinací poskytuje až 8 různých možností velikosti pixelů. Kamera tak může obsáhnout širokou škálu inspekčních rychlostí a světelných situací.

K dispozici je vestavěný převod barevného prostoru na sRGB, Adobe RGB, HIS nebo CIE XYZ (první krok k převodu na libovolný barevný prostor CIE nezávislý na zařízení), uživatelé si mohou také naprogramovat vlastní konverze RGB.

Kamery s pokročilým zobrazením RGB barev jsou ideální pro náročné aplikace strojového vidění napříč odvětvími.

Systém Sweep SW-4000T-10GE lze synchronizovat přímo s rotačními enkodéry v dopravníkovém systému, aby se snížila složitost celkového systému. Pro podporu přímého připojení až dvou samostatných rotačních snímačů jsou k dispozici čtyři oddělené vstupní linky a vestavěné algoritmy. Signály mohou být zřetězené i z jedné kamery na druhou v nastavení více kamer. Podpora PTP (Precision Time Protocol) v kameře zajišťuje snímání obrazu ve stejnou dobu, kdy je zařízení připojeno k jiným kamerám podporovaným PTP. Takto synchronně pořízené snímky sdílejí stejnou časovou značku, což usnadňuje analýzu obrazu.

Jan Přikryl Foto: JAI

Sweep SW-4000T-10GE je první plně kompatibilní 10 GigE hranolová barevná kamera pro skenování barev.

Prizmatické kamery zajišťují věrné barvy, strmé spektrální křivky a ostřejší detaily.

V JAI RGB kamerách je příchozí světlo rozděleno na červené, zelené a modré vlnové délky, které jsou směrovány na tři přesně zarovnané obrazové snímače. Tato technika poskytuje věrnější podání barev a prostorovou přesnost.