Des technologies innovantes émergent pour relever les défis en constante évolution de la vision industrielle et de l'imagerie

Les technologies d'imagerie sont devenues les principaux moteurs de nombreuses applications avancées d'automatisation. Il ne s'agit plus de si un système devrait utiliser la vision et l'imagerie. Au contraire, ces technologies sont fréquemment requises pour réussir. La vision industrielle joue également un rôle crucial dans le paysage plus large de l'automatisation en faisant progresser la productivité par rapport aux concepts de l'industrie 4.0, tels que l'AR/VR, l'IIoT, le guidage robotique et l'analyse des mégadonnées.

Le marché des composants de vision industrielle est en plein essor, preuve d'une demande continue et croissante. Une partie de la croissance peut être attribuée aux progrès des technologies existantes ainsi qu'à l'introduction de nouveaux composants, qui ont tous deux élargi les capacités pour un ensemble diversifié d'applications. Bien que de nombreux domaines généraux de la vision et de l'imagerie soient touchés, voici quelques catégories à surveiller, ainsi que certains composants émergents notables.

L'imagerie 3D continue de progresser

Bien qu'il ne s'agisse pas d'une technologie émergente, l'imagerie 3D est devenue une partie mature et robuste du marché de la vision industrielle, comprenant à la fois des composants et des systèmes nouveaux et mis à jour pour les tâches d'automatisation avancées critiques, notamment la métrologie, l'inspection et le guidage. Les cas d'utilisation se multiplient avec l'amélioration de la fiabilité, de la précision et de la facilité d'utilisation de ce type d'imagerie.

Un type clé de système d'imagerie dans cette catégorie est le profilomètre laser à balayage (profileur 3D). Cet appareil utilise la triangulation de lignes laser pour acquérir et créer un profil de haute précision de la surface d'une pièce, généralement avec le capteur ou la pièce en mouvement. Alors que de nombreuses entreprises proposent des produits concurrents, une nouvelle implémentation de ce type d'imagerie vient d'Automation Technology GmbH (www.automationtechnology.de). Sa série MCS de capteurs modulaires permet à l'utilisateur de configurer la disposition physique de la caméra et des générateurs de lignes laser. Cet arrangement unique offre une flexibilité supplémentaire dans la mise en œuvre.

Une avancée dans la technologie existante de Cognex (www.cognex.com), l'In-Sight 3D-L4000 dispose d'un nouveau balayage laser bleu sans tache et d'une large gamme d'outils d'analyse et de mesure 3D, tous mis en œuvre dans le tableur In-Sight bien connu environnement. Une entrée émergente complètement différente dans cette catégorie est le système d'imagerie 3D Saccade Vision MD (www.SaccadeVision.com). Cet appareil ne nécessite pas de mouvement de pièce ou de capteur et peut numériser automatiquement un champ de vision dans plusieurs directions et avec plusieurs résolutions variables dans une seule image. Le nouveau capteur Flash de Teledyne e2v (https://imaging.teledyne-e2v.com) présente des capacités spécialisées à plus grande vitesse spécifiquement ciblées pour les systèmes de balayage laser avancés.

Au-delà du profilage 3D, de nombreux composants de vision industrielle acquièrent un nuage de points 3D plein format. Ce type d'imagerie est à l'origine de cas d'utilisation émergents, notamment pour les applications de guidage robotique 3D telles que la manipulation aléatoire flexible des pièces et le prélèvement de bacs. Deux offres récentes proviennent d'IDS (www.ids-imaging.us/ensenso-stereo-3d-camera.html) et de Zivid (www.zivid.com) ; tous deux ont introduit des systèmes d'imagerie à lumière structurée ultra-compacts et légers conçus pour un montage robotique en bout de bras.

Les composants 3D émergents des fabricants de capteurs stimulent également les capacités d'imagerie du temps de vol (ToF). Teledyne e2v (https://imaging.teledyne-e2v.com) et Sony (https://www.sony-depthsensing.com) ont tous deux introduit des capteurs ToF à usage général pour l'intégration dans les caméras de vision industrielle. Les fabricants de caméras exploitent également ces capteurs dans les caméras industrielles 3D, telles que la caméra Helios 2 ToF mise à jour de Lucid Vision Labs (www.thinklucid.com).

Améliorations de la caméra et de l'interface

Les exigences en matière d'imagerie à plus haute résolution et de débit de processus accru entraînent le besoin de composants de caméra de vision industrielle avancés et à grande vitesse. La prise en charge de fréquences d'images élevées avec des images de données volumineuses nécessite en outre une interface à grande vitesse entre l'appareil photo et le processeur. La haute résolution et les fréquences d'images sont de plus en plus disponibles dans les capteurs d'imagerie pour la vision industrielle, entraînant de nouvelles offres de caméras.

Emergent Vision Technologies (www.emergentvisiontec.com) utilise un capteur CMOS GPixel 103MPixel dans sa nouvelle caméra Zenith en niveaux de gris/couleur. Pour optimiser la fréquence d'images disponible du capteur, le Zenith utilise une interface 100GigE. Cette technologie émergente en vision industrielle offre une vitesse 100 fois supérieure à celle des connexions GigE de base.

D'autres interfaces utilisées dans la vision industrielle, telles que CoaXPress (CXP) et Camera Link HS (CLHS), ont des normes en évolution pour les taux de transfert qui ciblent également les caméras à plus grande vitesse. Les cartes d'acquisition d'images CXP qui prennent en charge CXP-over-Fiber incluent la carte QSFP+ d'Euresys (www.euresys.com) et CLHS, qui est déjà capable de 100G sur une connexion 4x25G, avec des travaux actuellement en cours pour fournir une solution standard capable de 50G.

Développements d'objectifs

Les technologies d'objectif continuent de progresser pour répondre aux exigences d'imagerie exigeantes des applications d'automatisation en constante évolution. Les fonctionnalités importantes incluent des capacités de format d'image étendues qui prennent en charge les tailles physiques plus grandes des nouveaux capteurs haute résolution, tels que la série MPT mégapixel au format 1,4" de Computar (www.computar.com); des optiques qui fournissent des images de haute qualité lors de l'utilisation à la fois et les longueurs d'onde d'éclairage non visibles telles que l'infrarouge à ondes courtes, comme dans la série Computar ViSWIR et les objectifs VIS-SW de Kowa (www.kowa-lenses.com) ; et le contrôle de mise au point motorisé ou liquide intégré, disponible, par exemple, dans Edmund Optics' ( www.edmundoptics.com) Série TECHSPEC LT et objectifs LensConnect de Computar.

Systèmes embarqués pour l'apprentissage en profondeur

Alors que les systèmes de vision industrielle tirant parti des techniques d'apprentissage en profondeur (DL) continuent de se montrer prometteurs dans plusieurs types d'applications d'inspection, une large gamme de composants et de logiciels pour la mise en œuvre de l'inspection DL a vu le jour. Certains des plus récents sont les caméras et les systèmes informatiques avec traitement embarqué (ou intégré) pour les tâches d'apprentissage en profondeur.

La caméra intelligente NEON-2000-JNX d'ADLINK Technology (www.adlinktech.com) dispose d'un système basé sur GPU avec une prise en charge FPGA supplémentaire combinée à un logiciel pour effectuer l'IA de pointe. La caméra Deepview unique de Deepview AI (www.deepviewai.com) est un système informatique autonome au niveau du serveur avec imagerie qui peut exécuter à la fois la formation et l'inférence pour l'apprentissage en profondeur au sein d'un format de caméra intelligente. Pleora Technologies (www.pleora.com) propose une approche de plate-forme informatique destinée à faciliter le développement de l'IA dans les applications de vision industrielle.

Ces exemples ne sont qu'un petit sous-ensemble de technologies émergentes qui contribuent à façonner le paysage actuel de la vision industrielle dans l'automatisation. L'avenir est très prometteur et nous pouvons nous attendre à une croissance continue sur le marché de la vision industrielle.