7月 19, 2023

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图像传感器一直是机器和机器人在工厂和仓库中识别物体的关键。能够利用“所看到的”来了解所处的环境,这提高了图像传感器的性能标准。需要知道的是,没有任何一个传感器解决方案能适用于所有应用;因此,可能需要结合使用不同的图像传感器。在这篇博客中,您将了解设计多功能自主移动机器人 (AMR) 或固定机器人所需的各种图像传感器的关键性能指标。

用于导航和防碰撞的全局快门传感器

手机中的传感器使用“卷帘快门”来进行图像检测,逐行顺序曝光。但在这种方法中,传感器中每行像素的曝光之间略有延迟,导致检测到的图像中出现“伪影”(视觉异常)。AMR 在车间穿行时所经历的角运动和振动会放大这种影响。安森美 (onsemi) 开发了采用“全局快门”的先进图像传感器,可以同时曝光所有像素,以降低图像中出现伪影的可能性。这使 AMR 的导航变得更加容易,降低了与其他物体碰撞的可能性。全局快门图像传感器的关键指标包括:

  • 全局快门效率 (GSE) 量化像素对杂散光污染的灵敏度。GSE 高的传感器不太可能生成有污点、光斑或伪影的图像。
  • 模块化传输频率 (MFT) 对于图像清晰度至关重要。这在必须能够读取条形码的机器人或机器中很重要。此外,检测边缘的能力是机器使用 AI 了解其环境的基本要求,MFT 高的图像传感器能够实现这一点。

用于混合照明环境的高动态范围 (HDR)

具有高动态范围(从 100 dB 到 120 dB 以上)的传感器能够在工厂或户外环境等不同照明条件下生成细节更丰富的图像。通过使用多重曝光以及将长曝光(低光照条件)、中等曝光(中等光照条件)和短曝光(强光照条件)重新组合来提供 HDR。但对于分辨率更高的传感器,这种方法显著提高了帧率,产生大量要传输到 AMR 系统单芯片 (SoC) 的数据,因此增加了功耗,并可能使图像数据受到噪声污染。安森美使用了一种不同的方法,提供的 AR0822 800万像素 传感器通过执行嵌入式图像重组 (eHDR) 来减少 SoC 的数据带宽。这种方法还免去了 SoC 的图像处理负担,使其能够专注于 AI 或其他任务。此外,该传感器还具有运动补偿功能,可准确捕捉快速移动的物体。

 


图 1:具有嵌入式高动态范围的安森美 AR0822 示例

用于测距应用和精确物体放置的高分辨率大画幅图像传感器

固定机器人有时需要读取包含物体摆放位置信息的标签。传感器和标签之间的距离可能因应用而异,因此需要能够生成大画幅图像的高分辨率传感器。安森美的高分辨率传感器从 8 MP 到 45 MP 不等,非常适合这种用途,使机器人能够读取标签并准确地将物体放置在预定的目的地。

安森美将传感器专有技术与开发工具相结合

AMR 和固定机器人在智能工厂中执行各种任务,因此要选择针对特定自动化任务进行优化的图像传感器。无论是导航和条形码读取所需的全局快门传感器、远距离和精确物体放置所需的高分辨率传感器,还是在非确定性混合照明环境中成像的 HDR 传感器,安森美提供的图像传感器都能为 AMR 和固定机器人提供适合其应用的视觉水平。

点击此处观看 Steve Harris 谈论“车间 AI/ML图像传感器在智能仓库中的重要性”。