Modulu standard tal-kamera jaqbad vidjo bi 30 jew 60 frejm kull sekonda. Dan huwa biżżejjed għall-biċċa l-kbira tal-kompiti ta 'sorveljanza, konferenzi jew endoskopija. Iżda xi applikazzjonijiet jeħtieġ li jaraw avvenimenti li jseħħu f'ħakka t'għajn - bulit li jtir fl-arja, parti tal-magna li tiċċaqlaq b'veloċità għolja, jew komponent li jivvibra malajr. Dan huwa fejn jidħol modulu tal-kamera b'veloċità għolja. Jista 'jirreġistra b'mijiet jew saħansitra eluf ta' frejms kull sekonda, u jiffriża moviment mgħaġġel f'frejms ċari u analizzati.
X'Jiddefinixxi Modulu tal-Kamera b'Veloċità Għolja?
Modulu tal-kamera b'veloċità għolja mhuwiex sempliċement verżjoni b'riżoluzzjoni ogħla ta' kamera normali. Huwa ottimizzat għalrata tal-qafasaktar milli l-għadd tal-pixels. Il-karatteristiċi ewlenin jinkludu:
Rata ta 'frejms għolja– Mill-inqas 100 frame kull sekonda (fps), ħafna drabi tilħaq 500, 1000, jew aktar fps b'riżoluzzjonijiet imnaqqsa.
Shutter globali– B'differenza rolling shutter, shutter globali jaqbad l-immaġni kollha fl-istess instant, u jelimina d-distorsjoni tal-moviment.
Qari veloċi– Is-sensor għandu jittrasferixxi d-dejta tal-immaġni malajr ħafna, ħafna drabi juża korsiji MIPI multipli jew interface parallel b'wisa' ta' frekwenza għolja.
Riżoluzzjoni limitata– Biex tinkiseb veloċità għolja, ir-riżoluzzjoni tista 'titnaqqas (eż., VGA jew 720p) minħabba li ċ-ċaqliq ta' miljuni ta 'pixels 1000 darba kull sekonda huwa impenjattiv ħafna.
Moduli ta' Kamera ta' Veloċità Għolja vs Standard
| Karatteristika | Modulu Standard tal-Kamera | Modulu tal-Kamera b'Veloċità Għolja |
|---|---|---|
| Rata tipika tal-qafas | 30–60 fps | 100–1000+ fps |
| Tip ta 'shutter | Rolling (komuni) | Globali (essenzjali) |
| Interface | USB 2.0/3.0, MIPI | MIPI (għadd ta' korsiji għoljin), USB 3.0, Camera Link |
| Riżoluzzjoni | 1080p, 4K | VGA, 720p, 1 MP |
| Każ ta' użu | Webcams, endoskopji, sorveljanza | Analiżi tal-moviment, immaġini xjentifika |
Kif Taħdem Ġewwa?
Modulu tal-kamera b'veloċità għolja jibda b'sensor speċjalizzat tal-Modulu tal-Kamera CMOS. B'differenza minn sensor tipiku li jaqra ringieli b'mod sekwenzjali (rolling shutter), sensor ta' veloċità għolja jaqra l-pixels kollha simultanjament (shutter globali). Dan jevita skew u wobble meta l-oġġetti jimxu malajr.
Is-sensor għandu wkoll ċirkwit ta 'qari tal-pixels ħafna aktar mgħaġġel. Xi sensuri jistgħu joħorġu aktar minn 1000 frejm kull sekonda b'riżoluzzjonijiet aktar baxxi billi jaqraw biss reġjun żgħir ta 'interess (ROI). Dan jissejjaħ "sub-kampjunar" jew "qari bit-tieqa".
Id-dejta mbagħad tivvjaġġa fuq interface b'wisa' ta' frekwenza għolja. Għal sistemi inkorporati, modulu tal-kamera MIPI b'4 korsiji (kull waħda taħdem b'1.5–2.5 Gbps) hija komuni. Għal sistemi bbażati fuq PC, modulu tal-kamera USB b'USB 3.0 jew USB 3.2 jista 'jimmaniġġja sa 5–10 Gbps.
Applikazzjonijiet ta' Moduli ta' Kamera ta' Veloċità Għolja
Spezzjoni Industrijali– Monitoraġġ ta' linji ta' produzzjoni mgħaġġla, skoperta ta' difetti f'partijiet li jiċċaqalqu, jew analiżi tal-vibrazzjoni fil-makkinarju. Modulu standard tal-kamera HD ċċajpar il-mozzjoni; modulu ta' veloċità għolja jiffriżah.
Sports u Bijomekkanika– L-analiżi ta’ swing tal-golf, il-moviment tad-driegħ ta’ pitcher, jew il-pass ta’ runner. Replay bil-mod bil-mod jiżvela dettalji inviżibbli għall-għajn.
Riċerka Xjentifika– Studju tad-dinamika tal-fluwidu, ksur tal-materjal, jew proċessi ta' kombustjoni. Immaġini b'veloċità għolja jaqbdu avvenimenti li jdumu biss ftit millisekondi.
Mediku u Endoskopija– Filwaqt li l-biċċa l-kbira tal-moduli tal-kameras tal-endoskopji joperaw f'30–60 fps, xi ambiti speċjalizzati tal-qalb jew tal-korda vokali jużaw rati ta 'frejms ogħla biex jaqbdu moviment mgħaġġel tat-tessut. Modulu tal-kamera tal-endoskopju b'veloċità għolja jista 'jgħin biex tiġi djanjostikata l-paraliżi tal-korda vokali jew it-taqlib tal-valv tal-qalb.
Drones u Robotika– Modulu camera lampun pi b'sensor ta 'veloċità għolja jista' jintuża għall-evitar ta 'ostakli fuq drones li jimxu malajr jew għal feedback ta' stabbilizzazzjoni.
Moduli ta' Kamera ta' Veloċità Għolja għal Sistemi Inkorporati
Għal dawk li jfasslu u żviluppaturi, l-eħfef mod biex jesperimentaw huwa b'modulu tal-kamera USB li jappoġġja rati ta 'frejm għoljin. Ħafna prodotti tal-modulu tal-kamera USB (konformi UVC) jistgħu jagħmlu 1080p f'120 fps jew 720p f'240 fps. Jaħdmu plug-and-play fuq PC.
Għal proġetti inkorporati, modulu camera lampun pi jista 'jkun mgħammar b'sensor MIPI ta' veloċità għolja. Ir-Raspberry Pi 4 jew 5 għandu biżżejjed qawwa ta 'proċessar biex jaqbad 720p f'200 fps billi juża sensor ta' shutter globali bħall-OV9281 jew IMX296. Tista' mbagħad tanalizza l-frejms f'ħin reali billi tuża OpenCV jew tirrekordjahom għal daqq bil-mod.
Modulu USB tal-kamera huwa wkoll disponibbli f'varjanti ta 'veloċità għolja. Dawn huma spiss użati f'sistemi industrijali tal-viżjoni tal-PC fejn laptop jew kompjuter desktop jagħmel l-ipproċessar.
Trade-Offs u Limitazzjonijiet
Dawl– Kameras b'veloċità għolja jeħtieġu ħafna aktar dawl minn kameras standard minħabba li l-ħin ta' espożizzjoni għal kull qafas huwa estremament qasir. Mingħajr illuminazzjoni qawwija, l-immaġni tkun skura jew storbjuża.
Ħażna– Ir-reġistrazzjoni f'1000 fps għal sekonda waħda biss tipproduċi 1000 frame. Filmat 720p jieħu mijiet ta' megabytes. Għandek bżonn ħażna veloċi (SSD, NVMe) biex tlaħħaq.
Qawwa tal-ipproċessar– L-analiżi ta 'eluf ta' frejms kull sekonda teħtieġ proċessur qawwi jew ħardwer iddedikat.
Spiża– Il-moduli tal-kamera b'veloċità għolja veri (b'shutter globali u bandwidth għoli) jiswew aktar minn sensuri ordinarji.
Għażla ta' Modulu tal-Kamera b'Veloċità Għolja
Ir-rata tal-qafas meħtieġa– Għall-analiżi ta' magna bil-mod (<10 m/s), 100–200 fps may be enough. For a bullet or explosion, you need 10,000+ fps.
Riżoluzzjoni– Ħafna drabi VGA (640×480) jew 1 MP huwa adegwat minħabba li s-suġġett jista 'jkun żgħir. Riżoluzzjoni ogħla tnaqqas ir-rata massima tal-qafas.
Interface– Għall-PC, USB 3.0 huwa konvenjenti. Għal sistemi inkorporati, MIPI joffri latenza aktar baxxa u enerġija aktar baxxa.
Tip ta 'shutter– Shutter globali huwa obbligatorju għall-oġġetti li jiċċaqilqu. Rolling shutter se jipproduċi skew.
Modulu tal-Kamera CMOS– Fittex sensors bħal Sony IMX250 (2 MP, 163 fps), IMX252 (3 MP, 120 fps), jew OmniVision OV9281 (1 MP, 120 fps f'res sħiħ, aktar malajr b'ROI).
Eżempju: Bini ta' Sistema ta' Spezzjoni b'Veloċità Għolja
Ejja ngħidu li għandek bżonn tispezzjona molol li jiċċaqalqu tul conveyor b'5 metri kull sekonda. Modulu standard tal-kamera HD (30 fps) juri ċċajpar tal-moviment. Inti tagħżel modulu tal-kamera USB li jista 'jagħmel 720p bi 300 fps b'shutter globali.
Qabbadha ma 'PC industrijali. Ikteb skript li jaqbad frejms kontinwament. Meta rebbiegħa tgħaddi grillu, ħlief l-aħħar 100 frejm fuq disk. Imbagħad analizza kull frejm biex tkejjel it-tul tar-rebbiegħa. Ir-rata tal-frejms għolja tiżgura li mill-inqas immaġni waħda qawwija taqbad ir-rebbiegħa perfettament.
Konklużjoni
Modulu tal-kamera b'veloċità għolja huwa definit mill-kapaċità tiegħu li jaqbad mijiet jew eluf ta 'frejms kull sekonda billi juża sensor ta' shutter globali u interface veloċi. Huwa essenzjali għall-ispezzjoni industrijali, ir-riċerka xjentifika, u kwalunkwe applikazzjoni li tinvolvi moviment mgħaġġel. Filwaqt li modulu standard tal-kamera tal-endoskopju jew modulu tal-kamera USB jaħdem għall-vidjo ta 'kuljum, varjanti ta' veloċità għolja jiftħu dinja ta 'analiżi tal-moviment. Għal dilettanti, modulu camera lampun pi b'shutter globali CMOS Camera Module huwa punt ta 'dħul affordabbli. Għal użu professjonali, prodotti dedikati ta 'modulu tal-kamera USB b'veloċità għolja joffru konvenjenza plug-and-play. Tkun xi tkun il-ħtieġa tiegħek, il-fehim tar-rata tal-qafas, it-tip ta 'shutter, u l-interface jiggwidak lejn il-kamera t-tajba.
Jekk teħtieġ modulu ta' kamera ta' veloċità għolja apposta għall-proġett inkorporat tiegħek, ikkuntattja lil Sincere. Aħna niddisinjaw u nimanifatturaw soluzzjonijiet tal-Modulu tal-Kamera CMOS imfassla għall-veloċità u r-rekwiżiti tar-riżoluzzjoni tiegħek.
