Standart kamera moduli videoni soniyasiga 30 yoki 60 kadr tezlikda suratga oladi. Ko'pgina kuzatuv, konferentsiya yoki endoskopiya vazifalari uchun bu etarli. Ammo ba'zi ilovalar ko'z ochib yumguncha sodir bo'ladigan hodisalarni ko'rishi kerak - havoda uchayotgan o'q, yuqori tezlikda harakatlanadigan mashina qismi yoki tez tebranish komponenti. Bu yerda yuqori tezlikdagi kamera moduli keladi. U soniyasiga yuzlab yoki hatto minglab kadrlarni yozib olishi mumkin, tez harakatni aniq, tahlil qilinadigan kadrlarga aylantiradi.
Yuqori tezlikdagi kamera modulini nima belgilaydi?
Yuqori tezlikdagi kamera moduli oddiy kameraning yuqori aniqlikdagi versiyasi emas. uchun optimallashtirilgankadr tezligipiksellar sonidan ko'ra. Asosiy xususiyatlarga quyidagilar kiradi:
Yuqori kadr tezligi– Kamida sekundiga 100 kadr (fps), tez-tez pasaytirilgan piksellar sonida 500, 1000 yoki undan koʻp kadr/s ga etadi.
Global deklanşör– Olovli panjurdan farqli o‘laroq, global panjur bir zumda butun tasvirni suratga oladi va harakat buzilishini yo‘q qiladi.
Tez o'qish- Sensor tasvir ma'lumotlarini juda tez, ko'pincha bir nechta MIPI qatorlari yoki yuqori tarmoqli kengligi parallel interfeysidan foydalangan holda uzatishi kerak.
Cheklangan ruxsat– Yuqori tezlikka erishish uchun piksellar sonini kamaytirish mumkin (masalan, VGA yoki 720p), chunki millionlab piksellarni soniyasiga 1000 marta siljitish juda talabchan.
Yuqori tezlik va standart kamera modullari
| Xususiyat | Standart kamera moduli | Yuqori tezlikdagi kamera moduli |
|---|---|---|
| Oddiy kadr tezligi | 30–60 kadr/s | 100–1000+ kadr/s |
| Panjara turi | Rolling (umumiy) | Global (asosiy) |
| Interfeys | USB 2.0/3.0, MIPI | MIPI (yuqori yo‘laklar soni), USB 3.0, Camera Link |
| Rezolyutsiya | 1080p, 4K | VGA, 720p, 1 MP |
| Foydalanish holati | Veb-kameralar, endoskoplar, kuzatuv | Harakat tahlili, ilmiy tasvirlash |
Ichkarida qanday ishlaydi?
Yuqori tezlikdagi kamera moduli maxsus CMOS kamera moduli sensori bilan boshlanadi. Qatorlarni ketma-ket o'qiydigan odatiy sensordan farqli o'laroq, yuqori tezlikda ishlaydigan sensor bir vaqtning o'zida barcha piksellarni o'qiydi (global deklanşör). Bu ob'ektlar tez harakatlanayotganda qiyshayish va chayqalishning oldini oladi.
Sensor shuningdek, pikselni o'qishning ancha tez sxemasiga ega. Ba'zi sensorlar faqat kichik qiziqish zonasini (ROI) o'qish orqali past piksellar sonida sekundiga 1000 kvadratdan ortiq tezlikni chiqarishi mumkin. Bu "sub-namuna" yoki "oynani o'qish" deb ataladi.
Keyin ma'lumotlar yuqori tarmoqli kengligi interfeysi orqali tarqaladi. O'rnatilgan tizimlar uchun 4 qatorli (har biri 1,5-2,5 Gbit / s tezlikda ishlaydi) MIPI kamera moduli keng tarqalgan. Kompyuterga asoslangan tizimlar uchun USB 3.0 yoki USB 3.2-ga ega USB kamera moduli 5–10 Gbit/s gacha tezlikka ega.
Yuqori tezlikdagi kamera modullarining ilovalari
Sanoat inspektsiyasi- Tez ishlab chiqarish liniyalarini kuzatish, harakatlanuvchi qismlardagi nuqsonlarni aniqlash yoki mashinalardagi tebranishlarni tahlil qilish. Standart HD kamera moduli harakatni xiralashtiradi; yuqori tezlikdagi modul uni muzlatib qo'yadi.
Sport va biomexanika– Golf tebranishini, ko‘zaning qo‘l harakatini yoki yuguruvchining qadamini tahlil qilish. Sekin-harakatli takrorlash yalang'och ko'zga ko'rinmas tafsilotlarni ochib beradi.
Ilmiy tadqiqot- Suyuqlik dinamikasini, materialning sinishi yoki yonish jarayonlarini o'rganish. Yuqori tezlikda tasvirlash bir necha millisekund davom etadigan voqealarni suratga oladi.
Tibbiyot va endoskopiya- Ko'pgina endoskop kamera modullari 30-60 kadr / sek tezlikda ishlayotgan bo'lsa-da, ba'zi ixtisoslashgan yurak yoki vokal kordlari to'qimalarning tez harakatini suratga olish uchun yuqori kadr tezligidan foydalanadi. Yuqori tezlikda ishlaydigan endoskop kamera moduli ovoz paychalarining falajini yoki yurak qopqog'ining tebranishini tashxislashda yordam beradi.
Dronlar va robototexnika– Tez harakatlanuvchi dronlarda to‘siqlardan qochish yoki barqarorlik bilan bog‘liq fikr-mulohazalarni bildirish uchun yuqori tezlikda ishlaydigan sensori bo‘lgan malina pi modulli kamerasidan foydalanish mumkin.
O'rnatilgan tizimlar uchun yuqori tezlikdagi kamera modullari
Ishlab chiqaruvchilar va ishlab chiquvchilar uchun tajriba o'tkazishning eng oson yo'li yuqori kadr tezligini qo'llab-quvvatlaydigan USB kamera modulidir. Ko'pgina USB kamera moduli mahsulotlari (UVC mos) soniyada 120 kadr tezlikda 1080p yoki 240 kadr tezlikda 720p suratga olishi mumkin. Ular kompyuterda plagin-va-play ishlaydi.
O'rnatilgan loyihalar uchun raspberry pi modulli kamerasi yuqori tezlikdagi MIPI sensori bilan jihozlanishi mumkin. Raspberry Pi 4 yoki 5 OV9281 yoki IMX296 kabi global tortishish sensori yordamida 200 kadr/s tezlikda 720p suratga olish uchun yetarli ishlov berish quvvatiga ega. Keyin OpenCV yordamida kadrlarni real vaqtda tahlil qilishingiz yoki ularni sekin harakatda ijro etish uchun yozib olishingiz mumkin.
Kamera usb moduli yuqori tezlikdagi variantlarda ham mavjud. Ular ko'pincha noutbuk yoki ish stoli kompyuterda ishlov beradigan sanoat kompyuter ko'rish tizimlarida qo'llaniladi.
Savdolar va cheklovlar
Yoritish– Yuqori tezlikdagi kameralar standart kameralarga qaraganda koʻproq yorugʻlikka muhtoj, chunki har bir kadrga taʼsir qilish vaqti juda qisqa. Kuchli yorug'liksiz tasvir qorong'i yoki shovqinli bo'ladi.
Saqlash– Bir soniyada 1000 kadr tezlikda yozish 1000 kadr hosil qiladi. 720p video yuzlab megabaytni oladi. Buni davom ettirish uchun sizga tezkor xotira (SSD, NVMe) kerak.
Qayta ishlash quvvati– Bir soniyada minglab kadrlarni tahlil qilish kuchli protsessor yoki maxsus uskunani talab qiladi.
Narxi– Haqiqiy yuqori tezlikdagi kamera modullari (global tortishish va yuqori tarmoqli kengligi bilan) oddiy sensorlarga qaraganda qimmatroq.
Yuqori tezlikdagi kamera modulini tanlash
Kadr tezligi kerak– Sekin mashinani tahlil qilish uchun (<10 m/s), 100–200 fps may be enough. For a bullet or explosion, you need 10,000+ fps.
Rezolyutsiya– Koʻpincha VGA (640×480) yoki 1 MP yetarli, chunki mavzu kichik boʻlishi mumkin. Yuqori aniqlik maksimal kvadrat tezligini pasaytiradi.
Interfeys– Kompyuter uchun USB 3.0 qulay. O'rnatilgan tizimlar uchun MIPI pastroq kechikish va kamroq quvvatni taklif qiladi.
Panjara turi– Harakatlanuvchi jismlar uchun global deklanşör majburiydir. Oynali panjur qiyshayish hosil qiladi.
CMOS kamera moduli– Sony IMX250 (2 MP, 163 kadr/s), IMX252 (3 MP, 120 kadr/s) yoki OmniVision OV9281 (1 MP, 120 kadr/s toʻliq oʻlchamda, ROI bilan tezroq) kabi sensorlarni qidiring.
Misol: Yuqori tezlikda tekshirish tizimini qurish
Aytaylik, siz konveyer bo'ylab sekundiga 5 metr tezlikda harakatlanadigan buloqlarni tekshirishingiz kerak. Standart HD kamera moduli (30 kadr / s) harakatni xiralashtirishni ko'rsatadi. Siz global deklanşör bilan 300 kadr/s tezlikda 720p suratga oladigan USB kamera modulini tanlaysiz.
Uni sanoat kompyuteriga ulang. Kadrlarni uzluksiz suratga oladigan skript yozing. Prujinali tetikdan o'tganda, oxirgi 100 kvadratni diskka saqlang. Keyin bahor uzunligini o'lchash uchun har bir ramkani tahlil qiling. Yuqori kadr tezligi kamida bitta aniq tasvirni bahorni mukammal tarzda olishini ta'minlaydi.
Xulosa
Yuqori tezlikdagi kamera moduli global tortishish sensori va tezkor interfeys yordamida soniyasiga yuzlab yoki minglab kadrlarni suratga olish qobiliyati bilan tavsiflanadi. Bu sanoat tekshiruvi, ilmiy tadqiqotlar va tezkor harakatni o'z ichiga olgan har qanday dastur uchun juda muhimdir. Oddiy endoskop kamera moduli yoki USB kamera moduli kundalik video uchun ishlasa-da, yuqori tezlikdagi variantlar harakat tahlili dunyosini ochadi. Xobbilar uchun global yopilgan CMOS kamera moduli bilan malina pi moduli kamerasi arzon kirish nuqtasidir. Professional foydalanish uchun maxsus yuqori tezlikdagi USB kamera moduli mahsulotlari “Play-va-play” qulayligini taqdim etadi. Ehtiyojingiz qanday bo'lishidan qat'iy nazar, kadr tezligi, tortishish turi va interfeysni tushunish sizni to'g'ri kameraga yo'naltiradi.
Agar sizga oʻrnatilgan loyihangiz uchun maxsus yuqori tezlikdagi kamera moduli kerak boʻlsa, China bilan bogʻlaning. Biz sizning tezlik va ruxsat talablaringizga moslashtirilgan CMOS kamera moduli yechimlarini loyihalashtiramiz va ishlab chiqaramiz.
