cámaras industriales Tiempo de lectura: 4 minutos

Características técnicas de las cámaras industriales

La función de las cámaras de visión es capturar la imagen proyectada en el sensor para poder transferirla a un sistema electrónico y que pueda ser interpretada, almacenada y visualizada. Este sistema puede ser un monitor para visualizar la imagen o un PC que se encargaría de realizar todas las funciones.

Las cámaras de vídeo han tenido una evolución muy rápida en los últimos años. Desde las primeras cámaras que estaban equipadas con tubos Vidicón, han evolucionado hasta las más modernas provistas de sensores CCD (Charge Coupled Devide) y CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

Las cámaras que se utilizan en visión artificial requieren una serie de características específicas, como el control del disparo para capturar las piezas que pasan por delante de la cámara exactamente en la posición requerida. Las cámaras de visión artificial son más sofisticadas que las convencionales, ofrecen un control de los tiempos completo, así como un control de las señales y de la velocidad de obturación, de la sensibilidad y de otros factores fundamentales, tanto en aplicaciones científicas como industriales.

 

Tipos de cámaras

Las tipologías de las cámaras que se pueden encontrar van a ser muy variadas y, en algunos casos, se trata de tipos que tienen ciertos elementos en común los unos con los otros. Sin embargo, siempre habrá un elemento diferenciador que las convierta en cámaras de un tipo concreto o de otro.

Cámaras matriciales:

El termino cámaras matriciales, o de área, se refiere a que el sensor de la cámara cubre un área o que está formado por una matriz de píxeles. Una cámara matricial produce una imagen de un área, normalmente con una relación de aspecto de 4 a 3. Esta relación viene de los tiempos de las cámaras Vidicón y de los formatos de cine y televisión. Actualmente, existen muchas cámaras que ya no mantienen esta relación y que no siguen los formatos de la televisión o se adaptan a los nuevos formatos de alta definición 16:9.

 

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Los sensores de cámaras modernos son mayoritariamente CCD (Charge Coupled Devices) que utilizan material sensible a la luz para convertir los fotones en carga eléctrica. Miles de diodos sensibles se posicionan de forma muy precisa en una matriz y los registros de desplazamiento transfieren la carga de cada píxel para formar la señal de vídeo.

El principal avance surgido en cámaras CCD en los últimos tiempos ha sido la creciente resolución y los distintos tipos de conexiones con el ordenador. En cuanto a la resolución, actualmente se dispone de cámaras para entorno industrial y científico con resoluciones de hasta 22 megapíxeles. La conexión de las cámaras en este momento se hace mediante diferentes sistemas estándares. Sin embargo, la tecnología más reciente en este sector es la de la conexión de las cámaras a los ordenadores mediante Gigabit Ethernet.

Cámaras lineales:

El concepto de barrido lineal se asocia a la construcción de una imagen línea a línea, utilizando un sensor lineal, de forma que la cámara se desplaza con respecto al objeto a capturar o bien el objeto se desplaza con respecto a la cámara. La utilización de cámaras lineales, sin ser compleja, requiere de una mayor experiencia en los entornos de visión que la utilización de cámaras matriciales. La tecnología de cámaras lineales hace mucho tiempo que fue desarrollada para aplicaciones de inspección de materiales fabricados en continuo, como papel, tela, planchas metálicas, etc.

Sin embargo, en la actualidad se está imponiendo en muchos otros procesos productivos y de inspección que requieren alta resolución y alta velocidad a un precio competitivo. Las cámaras lineales utilizan sensores lineales que acostumbran a tener entre los 512 y 16.000 elementos (píxeles), con una longitud lo más corta posible, y con una gran calidad con el fin de obtener la mejor sensibilidad y prestaciones.

Cámaras de alta velocidad:

Hay diferentes formas de aumentar la velocidad o número de imágenes por segundo que pueden capturar las cámaras de alta velocidad. Algunos de los métodos utilizados son: mediante binning vertical, doblando la velocidad de reloj, barrido parcial o tecnología de sensor multitap.

Cámaras 3D:

En los últimos años, se ha producido un notable incremento en el desarrollo de aplicaciones basadas en el tratamiento de imágenes y otras tecnologías de visión artificial con especial énfasis en la obtención de información tridimensional. Las diferentes tecnologías aplicadas, así como los nuevos dispositivos de captura y tratamiento de imágenes, han permitido que las aplicaciones 3D hayan pasado de ser temáticas a convertirse en técnicas habituales en la industria.

Cámaras especiales (360, SWIR):

Las cámaras especiales pueden aportar prestaciones únicas ampliando su campo de utilidad. También agregan valor adaptándose a las necesidades de la industria.

  • Cámara de visión 360º de alta resolución: Una sola cámara es capaz de vigilar absolutamente todo el recinto. El software permite dividir la imagen general en distintas ventanas de interés.
  • Cámara SWIR: Short wave infrarred: Es un espectro infrarrojo de ondas cortas capaces de ver entre la niebla o la lluvia. Son imágenes de gran valor debido a su nitidez de detalles comparada con otras cámaras de tecnología infrarroja. Permite la detección de animales o el reconocimiento facial (incluso con malas condiciones de iluminación) debido a la gran cantidad de detalles.

Drones o UAV:

En el ámbito de la seguridad se ha extendido de forma amplia el uso de los llamados drones o unmaned aerial vehicles, que condicionan tanto el tamaño como el peso de la cámara que lleva integrada. En el caso de los drones, las cámaras usadas deben ser pequeñas y ligeras. Una de las prestaciones que ofrecen es la alta resolución en un tamaño de una moneda de apenas un euro.

Cámaras infrarrojas o térmicas:

Existen muchas aplicaciones de visión que requieren soluciones más allá del espectro visible, debido a las características de emisión de los objetos o de la aplicación a evaluar. Dentro de estos tipos de aplicaciones se encuentran todas aquellas que deben resolverse dentro del infrarrojo más allá de 1 μm.

Las cámaras térmicas son capaces de determinar la temperatura de los cuerpos a partir de su radiación infrarroja. Existen tres longitudes de onda por excelencia donde trabajan las cámaras térmicas: de 0.9 a 2.5 μm, de 3 a 5 μm y de 7 a 12 μm.

 

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