Innovatieve technologieën ontstaan ​​om de veranderende uitdagingen op het gebied van machinevisie en beeldvorming het hoofd te bieden

Imaging-technologieën hebben een centrale plaats ingenomen als de belangrijkste drijfveren van veel geavanceerde toepassingen in automatisering. Het is niet langer een kwestie van of een systeem moet gebruik maken van visie en beeldvorming. In plaats daarvan zijn deze technologieën vaak vereist succes te behalen. Machinevisie speelt ook een cruciale rol in het bredere automatiseringslandschap door de productiviteit te verbeteren ten opzichte van concepten in Industrie 4.0, zoals AR/VR, IIoT, robotgeleiding en big data-analyse.

De markt voor machine vision-componenten is booming, een bewijs van een aanhoudende en groeiende vraag. Een deel van de groei kan worden toegeschreven aan vooruitgang in bestaande technologieën en de introductie van nieuwe componenten, die beide uitgebreide mogelijkheden bieden voor een diverse reeks toepassingen. Hoewel veel algemene gebieden in visie en beeldvorming worden beïnvloed, zijn hier een paar categorieën om in de gaten te houden, samen met enkele opmerkelijke opkomende componenten.

3D-beeldvorming gaat door

Hoewel het geen opkomende technologie is, is 3D-beeldvorming een volwassen en robuust onderdeel geworden van de machine vision-markt, met zowel nieuwe als bijgewerkte componenten en systemen voor kritieke geavanceerde automatiseringstaken, waaronder metrologie, inspectie en begeleiding. Gebruiksscenario's breiden zich uit naarmate de betrouwbaarheid, precisie en het gebruiksgemak van dit type beeldvorming toenemen.

Een belangrijk type beeldvormingssysteem in deze categorie is de scanning laser profilometer (3D profiler). Dit apparaat maakt gebruik van laserlijntriangulatie om een ​​zeer nauwkeurig profiel van het oppervlak van een onderdeel te verkrijgen en te creëren, meestal met de sensor of het onderdeel in beweging. Hoewel veel bedrijven concurrerende producten aanbieden, is een nieuwe implementatie van dit type beeldvorming afkomstig van Automation Technology GmbH (www.automationtechnology.de). De MCS-serie van modulaire sensoren maakt configuratie door de gebruiker mogelijk van de fysieke lay-out van de camera en laserlijngeneratoren. Deze unieke regeling zorgt voor extra flexibiliteit bij de implementatie.

Een vooruitgang in de bestaande technologie van Cognex (www.cognex.com), de In-Sight 3D-L4000 biedt nieuwe spikkelvrije blauwe laserscanning en een breed scala aan 3D-analyse- en meethulpmiddelen, allemaal geïmplementeerd in de bekende In-Sight-spreadsheet omgeving. Een heel ander opkomend item in deze categorie is het Saccade Vision MD 3D-beeldvormingssysteem (www.SaccadeVision.com). Dit apparaat vereist geen beweging van onderdelen of sensoren en kan automatisch een gezichtsveld scannen vanuit meerdere richtingen en met meerdere variabele resoluties binnen één beeld. De nieuwe Flash-sensor van Teledyne e2v (https://imaging.teledyne-e2v.com) biedt gespecialiseerde mogelijkheden met hogere snelheid, specifiek gericht op geavanceerde laserscansystemen.

Naast 3D-profilering krijgen veel machine vision-componenten een full-frame 3D-puntenwolk. Dit type beeldvorming stimuleert opkomende gebruiksscenario's, met name voor 3D-robotgeleidingstoepassingen zoals flexibele verwerking van willekeurige onderdelen en bin-picking. Twee recente aanbiedingen zijn afkomstig van IDS (www.ids-imaging.us/ensenso-stereo-3d-camera.html) en Zivid (www.zivid.com); beide hebben ultracompacte en lichtgewicht gestructureerde lichtbeeldvormingssystemen geïntroduceerd die zijn ontworpen voor robotmontage aan het einde van de arm.

Opkomende 3D-componenten van sensorfabrikanten zijn ook de drijvende kracht achter time-of-flight (ToF)-beeldvorming. Zowel Teledyne e2v (https://imaging.teledyne-e2v.com) als Sony (https://www.sony-depthsensing.com) hebben universele ToF-sensoren geïntroduceerd voor integratie in machine vision-camera's. Camerafabrikanten gebruiken deze sensoren ook in industriële 3D-camera's, zoals de bijgewerkte Helios 2 ToF-camera van Lucid Vision Labs (www.thinklucid.com).

Camera- en interfaceverbeteringen

De vraag naar beeldvorming met een hogere resolutie en een grotere procesdoorvoer maken de behoefte aan geavanceerde en snelle machine vision-cameracomponenten groter. Het ondersteunen van hoge framesnelheden bij afbeeldingen met grote gegevens vereist bovendien een snelle interface tussen de camera en de processor. Hoge resolutie en framesnelheden zijn in toenemende mate beschikbaar in beeldsensoren voor machinevisie, waardoor nieuwe camera's worden aangeboden.

Emergent Vision Technologies (www.emergentvisiontec.com) gebruikt een GPixel 103MPixel CMOS-sensor in zijn nieuwe Zenith grijswaarden/kleurencamera. Om de beschikbare framerate van de sensor te optimaliseren, gebruikt de Zenith een 100GigE-interface. Deze opkomende technologie in machine vision biedt 100 keer de snelheid van standaard GigE-verbindingen.

Andere interfaces die worden gebruikt in machine vision, zoals CoaXPress (CXP) en Camera Link HS (CLHS), hebben evoluerende normen voor overdrachtssnelheden die ook gericht zijn op camera's met een hogere snelheid. CXP-framegrabbers die CXP-over-Fiber ondersteunen, zijn onder meer het Euresys (www.euresys.com) QSFP+-bord en CLHS, dat al 100G aankan via een 4x25G-verbinding, en er wordt momenteel gewerkt aan een oplossingsstandaard die geschikt is voor 50G.

Lensontwikkelingen

Lenstechnologieën blijven zich ontwikkelen om gelijke tred te houden met de veeleisende beeldvereisten van evoluerende automatiseringstoepassingen. Belangrijke kenmerken zijn onder meer uitgebreide mogelijkheden voor beeldformaat die de grotere fysieke afmetingen van nieuwe sensoren met hoge resolutie ondersteunen, zoals de megapixel MPT-serie van 1,4"-formaat van Computar (www.computar.com); optica die beelden van hoge kwaliteit levert bij gebruik van beide zichtbare en niet-zichtbare verlichtingsgolflengten zoals kortegolf-infrarood, zoals in de Computar ViSWIR-serie en Kowa's (www.kowa-lenses.com) VIS-SW-lenzen, en ingebouwde gemotoriseerde of vloeibare lensfocusregeling, bijvoorbeeld beschikbaar in Edmund Optics' ( www.edmundoptics.com) TECHSPEC LT-serie en Computar's LensConnect-lenzen.

Geïntegreerde systemen voor diep leren

Aangezien machine vision-systemen die gebruikmaken van deep learning (DL)-technieken veelbelovend blijven in verschillende soorten inspectietoepassingen, is er een breed scala aan componenten en software voor het implementeren van DL-inspectie ontstaan. Enkele van de meest recente zijn camera's en computersystemen met ingebouwde (of ingebouwde) verwerking voor diepgaande leertaken.

De NEON-2000-JNX slimme camera van ADLINK Technology (www.adlinktech.com) heeft een GPU-gebaseerd systeem met extra FPGA-ondersteuning in combinatie met software om edge AI uit te voeren. De unieke Deepview-camera van Deepview AI (www.deepviewai.com) is een op zichzelf staand computersysteem op serverniveau met beeldvorming dat zowel training als gevolgtrekking voor deep learning kan uitvoeren binnen een slim cameraformaat. Pleora Technologies (www.pleora.com) biedt een computerplatformaanpak die bedoeld is om de ontwikkeling van AI in machine vision-toepassingen te vergemakkelijken.

Deze voorbeelden zijn slechts een kleine subset van opkomende technologieën die helpen om het huidige landschap van machinevisie in automatisering vorm te geven. De toekomst is erg rooskleurig en we kunnen een aanhoudende groei verwachten op de markt voor machinevisie.