SEMINÁŘ VISION CAFÉ 2015

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "SEMINÁŘ VISION CAFÉ 2015"

Vladimíra Vávrová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 SEMINÁŘ VISION CAFÉ Ing. Tomáš Gřeš, ATEsystem s.r.o.

kvality Subdodávky systémů strojového vidění VisionX kamerová skupina

2 KDO JSME ATEsystem s.r.o. Služby pro průmysl, výrobu a výzkum Kamerové systémy pro kontrolu kvality Subdodávky systémů strojového vidění VisionX kamerová skupina ATEsystem s.r.o. Kamery a příslušenství pro počítačové vidění Studie proveditelnosti, školení a vzdělávání Technická podpora

3 NOVINKY

4 JAI 12 MEGAPIXELŮ Vysoké rozlišení, vysoká rychlost Výkonné komunikační rozhraní Globální závěrka, velikost pixelů 5.5 m Dynamický rozsah 67 db 12 MP 189 fps APS C CMOS SP CXP4

5 JAI 12 MEGAPIXELŮ - POUŽITÍ Kontrola DPS, displejů a potisků Sportovní akce, trasování hráčů Kontrola rozměrných palet a pláství Dopravní systémy s více proudy vozidel

(Multi-ROI) GO-5000 GO-2400 2560 x 2048 1 CMOS 22 FPS (GigE Vision) HDR

6 JAI GO SE SNÍMAČI SONY IMX 174 Vysoké rozlišení, vysoká rychlost Zvýšená odolnost proti vibracím Globální závěrka Speciální funkce (Multi-ROI) GO-5000 GO x CMOS 22 FPS (GigE Vision) HDR mód Rychlost 1920 x /1.2 CMOS 48 FPS (GigE Vision) Vysoká citlivost Nízký šum

7 JAI GO SE SNÍMAČI SONY IMX POUŽITÍ Balení a potisk Robotika Doprava a outdoor Kontrola součástí Kontrola kvality Potravinářský průmysl Metrologie Medicína a farmacie OCR a 1D, 2D kódy Sport 7

8 OPTO ENGINEERING TC CORE Telecentrické zobrazení Úspora místa v systému Verze pro 2/3 a 4/3 TC objektivy a kolimované osvětlovače Integrace i do zařízení, kde to dříve nebylo možné

9 OPTO ENGINEERING TC CORE Velmi přesná měření rozměrů Kontrola elektronických součástek Makro, kontrola waferů Kontrola skleněných výrobků

10 MULTISPEKTRÁLNÍ KAMERY QUEST 3CCD technologie 3 oddělené části spektra Navrženo pro použití na UAV Camera Link, GigE nebo ukládání na SSD Visible NIR 1 NIR 2

11 MULTISPEKTRÁLNÍ KAMERY QUEST

12 MULTISPEKTRÁLNÍ KAMERY QUEST Precizní zemědělství Kontrola stavu vegetace, množství chlorofylu, vlhkost Množství vegetace a míra olistění Napadení škůdci, plísněmi

13 BASLER PULSE Rozlišení 1.3 až 5 MP Kovové pouzdro se závitem na stativ Rolling & Globa shutter Nízká cena (entry level) PGI integrované vylepšení obrazu CS-mount Plug & Play

14 BASLER PULSE - POUŽITÍ Mikroskopie, záznam a dokumentace Lékařské a laboratorní přístroje Trasování pohybu a kumulace návštěvníků Nenáročné dopravní systémy

15 BASLER ACE SE SNÍMAČI CMOS Rozlišení VGA až 5 MP Vysoká rychlost snímání Mimořádná citlivost a dynamický rozsah Globální závěrka PGI integrované vylepšení obrazu 29 x 29 x 60 mm, C-mount 8/10/12 bitů

16 BASLER ACE SE SNÍMAČI CMOS Rozlišení VGA až 5 MP Vysoká rychlost snímání Mimořádná citlivost a dynamický rozsah Globální závěrka

17 CCD x CMOS

18 PŘEHLED TRHU Celosvětové prodeje kamer pro strojové vidění (AIA): 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% E 2014F 2015F 2016F 2017F Other CMOS CCD Podíl CMOS snímačů je zvolna zvyšován na úkor CCD. Zdroj: Prezentace JAI A/S, AIA, data pro roky 2014 až 2018 jsou odhadem

PRODEJE CCD/CMOS Prodeje kamer Basler ace GigE z pohledu technologie snímače: 2011 2012 2013 CMOS 19% CCD 81% CMOS 38% CCD 62% CMOS 44% CCD 56% V mnoha

19 PRODEJE CCD/CMOS Prodeje kamer Basler ace GigE z pohledu technologie snímače: CMOS 19% CCD 81% CMOS 38% CCD 62% CMOS 44% CCD 56% V mnoha aplikacích jsou vlastnosti CMOS senzoru buď dostačující (levné kamery), nebo jsou přímo vyžadovány (vysokorychlostní aplikace). Zdroj: Prezentace Basler AG

výroby waferů 03/2020 Ukončení dodávek čipů Sony sází

20 SONY SÁZÍ NA CMOS Sony ohlásila ukončení výroby CCD senzorů 08/2015 Poslední objednávky 03/2017 Ukončení výroby waferů 03/2020 Ukončení dodávek čipů Sony sází na novou špičkovou technologii Pregius Zdroj:

21 Budoucnost průmyslových kamer je v CMOS snímačích. Máme se bát přechodu mezi CCD a CMOS technologií?

22 CCD versus CMOS

23 CCD versus CMOS CCD Plusy Kvalita barevného podání Dynamický rozsah Nízký šum Globální závěrka Mínusy Omezená rychlost Velká spotřeba Cena CMOS Plusy Vysoká rychlost Nízká spotřeba Nízká cena Žádný blooming Mínusy Šum masky snímače Nízká kvalita obrazu Rolující závěrka New CMOS Plusy Vysoká rychlost Nízká spotřeba Nízká cena Žádný blooming Snížený šum Lepší kvalita obrazu Globální závěrka Zdroj: Prezentace JAI A/S

24 BLOOMING Zdroj:

25 GLOBÁLNÍ ZÁVĚRKA TAKÉ V CMOS Levnější kamery Zdroj: Prezentace ATEsystem s.r.o.

26 ARCHITEKTURA KAMERY CCD/CMOS CCD CMOS Zdroj:

27 ARCHITEKTURA KAMERY CCD/CMOS CMOS Snímač CMOS integruje některé funkce, které u CCD musí provádět elektronika kamery. => Jednodušší a rychlejší implementace Zdroj:

28 SROVNÁNÍ SNÍMAČE SONY IMX 174 Snímač Typ kamery Sony IMX 174 aca um Sony ICX 285 sca gm Sony ICX 274 aca um Aptina MT9P031 aca um Velikost snímače CMOS 1/1.2 CCD 2/3 CCD 1/1.8 CMOS 1/2.5 Rozlišení 2.3 MP 1920 x MP 1392 x MP 1624 x x MP 2592 x 1944 Velikost pixelu 5.86 m 6.45 m 4.4 m 2.2 m Frekvence 155 fps 30 fps 20 fps 14 fps Závěrka Global Global Global Rolling Zdroj:

29 SROVNÁNÍ SNÍMAČE SONY IMX 174 Snímač Typ kamery Sony IMX 174 aca um Sony ICX 285 sca gm Sony ICX 274 aca um Aptina MT9P031 aca um Velikost snímače CMOS 1/1.2 CCD 2/3 CCD 1/1.8 CMOS 1/2.5 Rozlišení 2.3 MP 1920 x MP 1392 x MP 1624 x x MP 2592 x 1944 Velikost pixelu 5.86 m 6.45 m 4.4 m 2.2 m Kv. efektivita 73 % 60 % 46 % 57 % Saturační kapacita e e e e- Tepelný šum 6.6 e- 8 e- 9 e- 6 e- Dynamický rozsah 73 db 67 db 59 db 60 db Data pocházejí z dokumentů EMVA ke kamerám Basler. U kamery aca um se jedná o preliminary hodnoty ze zatím nezveřejněného dokumentu EMVA. Kvantová efektivita měřena při majoritní vlnové délce 545 nm, Rozlišení je přibližné, u různých výrobců kamer se může lišit. Pozn: rozdíl 10 db znamená 5 násobnou hodnotu. Zdroj:

30 Jaké parametry nás zajímají?

31 FOTOELEKTRICKÝ JEV

32 KAPACITA BUŇKY Maximální počet elektronů které je schopna pojmout jedna fotocitlivá buňka

horní mezí, do které je ještě odezva lineární Full Well Capacity

33 KAPACITA BUŇKY Full Well Capacity Maximální počet elektronů které je schopna pojmout jedna fotocitlivá buňka Saturation Capacity Je omezena horní mezí, do které je ještě odezva lineární Full Well Capacity Saturation Capacity Sony ICX414AL e- - velké pivo Aptina MT9P e- - malé pivo

34 TEMNÝ ŠUM I když na senzor nedopadá žádné světlo, uvolňují se v polovodiči elektrony, které vytvářejí temný šum. Full Well Capacity Saturation Capacity Temný šum (Dark Noise) určuje detekční limit minimální signál, který jsme schopni změřit. Dark Noise = obvykle 8 až 100 elektronů Po vyprázdnění sklenice zůstává na dně pár kapek Detection limit Dark noise

Capacity DR db = 20 * log( Saturation Capacity / Dark Noise ) Dynamický rozsah je

35 DYNAMICKÝ ROZSAH Dynamický rozsah je poměr mezi plnou/prázdnou buňkou. Dynamic range = Saturation Capacity / Dark Noise Full Well Capacity Saturation Capacity DR db = 20 * log( Saturation Capacity / Dark Noise ) Dynamický rozsah je poměr mezi plnou a prázdnou sklenicí. Sklenice piva má vždy dynamiku Detection limit Dark noise

36 DYNAMICKÝ ROZSAH Velký dynamický rozsah Malý dynamický rozsah

37 KVANTOVÁ EFEKTIVITA QE 50% znamená, že na 10 fotonů se vybudí 5 elektronů.

38 SROVNÁNÍ SNÍMAČE SONY IMX 174 Snímač Typ kamery Sony IMX 174 aca um Sony ICX 285 sca gm Sony ICX 274 aca um Aptina MT9P031 aca um Velikost snímače CMOS 1/1.2 CCD 2/3 CCD 1/1.8 CMOS 1/2.5 Rozlišení 2.3 MP 1920 x MP 1392 x MP 1624 x x MP 2592 x 1944 Velikost pixelu 5.86 m 6.45 m 4.4 m 2.2 m Kv. efektivita 73 % 60 % 46 % 57 % Saturační kapacita e e e e- Tepelný šum 6.6 e- 8 e- 9 e- 6 e- Dynamický rozsah 73 db 67 db 59 db 60 db Data pocházejí z dokumentů EMVA ke kamerám Basler. U kamery aca um se jedná o preliminary hodnoty ze zatím nezveřejněného dokumentu EMVA. Kvantová efektivita měřena při majoritní vlnové délce 545 nm, Rozlišení je přibližné, u různých výrobců kamer se může lišit. Pozn: rozdíl 10 db znamená 5 násobnou hodnotu. Zdroj:

39 TEST

40 NOVÉ VLASTNOSTI KAMER BASLER

41 INTEGROVANÉ VYLEPŠENÍ OBRAZU PŘÍMO V KAMEŘE

42 REDUKCE ŠUMU

43 VYLEPŠENÁ DEBAYERIZACE

44 ANTI ALIASING

45 ANTI ALIASING

46 INTEGROVANÉ VYLEPŠENÍ OBRAZU PŘÍMO V KAMEŘE

47 ZVÝŠENÍ KONTRASTU

48 UŽITEČNÉ TIPY PRO VÝBER KAMERY, OBJEKTIVU A OSVĚTLENÍ

49 TIP 1: VYBÍREJTE VELKÉ PIXELY Vyšší citlivost a nižší šum Menší nároky na kvalitu objektivu Menší barevná vada 5 MP 5.0 m 5 MP 2.2 m Byl použit megapixelový objektiv Computar 2/3

50 TIP 2: ČERNOBÍLÁ KAMERA JE LEPŠÍ NEŽ BAREVNÁ Vyšší citlivost při snímání širokospektrálního světla Přesnější zobrazení Nižší zátěž CPU (nemusí se provádět debayerizace)

51 TIP 3: MONOCHOMATICKÉ SVĚTLO NEBO PÁSMOVÝ FILTR Omezení barevné vady objektivu vlivem rozdílného indexu lomu Kratší vlnové délky pro přesnější zobrazení

jednou barvou a použít pásmový filtr Zvýšení opakovatelnosti a

52 TIP 4: ZBAVTE SE PARAZITNÍHO SVĚTLA PÁSMOVÝM FILTREM Spočívá ve zvýšení poměru užitečného a rušivého světla Přesvítit zorné pole jednou barvou a použít pásmový filtr Zvýšení opakovatelnosti a přesnosti testu Bez filtru za denního osvětlení S pásmovým červeným filtrem

53 TIP 5: STŘEDNĚ NASTAVENÁ CLONA Zvýšení homogenity osvitu senzoru Optimalizace hloubky ostrosti Optimalizace množství světla, minimální vliv difrakce F1.4 F4.0 F4.0 F16 Vliv clony na homogenitu Vliv clony na difrakci

Díky za Váš čas! Dotazníky a losování www.

54 Díky za Váš čas! Dotazníky a losování Ing. Tomáš Gřeš, ATEsystem s.r.o.

Podobné dokumenty

ATEsystem s.r.o. Kamery pro průmyslové aplikace

ATEsystem s.r.o. Kamery pro průmyslové aplikace Kamery pro průmyslové aplikace objektivy světla komunikace software školení návrhy studie www.visionx.cz ATEsystem s.r.o. a VisionX Firma ATEsystem s.r.o.