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TECNOLOGIA DOS SISTEMAS DE VISÃO

A visão artificial, assim como a câmera de visão artificial, está sendo uma ferramenta fundamental para resolver os problemas de controle de processos de produção contínua e para a ajuda nos processos de automatização industrial. O crescente interesse  nesta metodologia levou os fabricantes destes produtos a desenvolver diferentes sistemas com prestações e preços apropriados para resolver com maior efetividade as distintas aplicações.

Os sistemas de visão artificial podem ser divididos em três categorias: sensores de visão, câmeras inteligentes e sistemas de visão artificial. Como é natural, existem diferenças entre estes sistemas mesmo que, em muitas ocasiões, a linha que separa o limite entre eles seja muito difícil de traçar. Além disso, com a crescente miniaturização e incremento de potência dos processadores, este limite se torna impossível de estabelecer.

SISTEMAS DE VISÃO AVANÇADOS

A tecnologia é similar à dos sistemas de visão integrados, mas tem maior potência em seu hardware e maior número de funções em seu software. Este tipo de sistemas está dirigido a aplicações de complexidade muito alta, especialmente aos sistemas de visão que são integrados na maquinaria que fabrica os OEM.

Estes sistemas estão desenhados para resolver aplicações complexas, podem ser integrados por câmeras de resolução ou velocidade muito altas, matriciais ou lineares, costumam incluir várias câmeras no mesmo sistema e requerem uma grande potência de cálculo, com o fim de poder assumir aplicações que exigem uma grande cadência de fabricação, assim como um importante número de elementos a analisar em cada imagem.

É habitual que estes sistemas sejam baseados em plataformas tipo PC industrial de alto rendimento. Os softwares incluídos nestes sistemas costumam ser livrarias de programação de alto nível e o usuário, em geral, desenvolve seus próprios programas baseados tanto nas livrarias proporcionadas pelo fabricante como no software de desenho próprio. Os preços destes sistemas podem variar em grande maneira dependendo da complexidade da aplicação.

CÂMERAS INTELIGENTES E SISTEMAS DE VISÃO

As câmeras inteligentes e os sistemas de visão integrados são um passo adiante com relação aos sensores de visão. Mesmo sendo de fácil utilização, incorporam maior potência de cálculo, maior resolução e estão abertas a múltiplos tipos de aplicações. As câmeras inteligentes incluem, em um espaço reduzido, o sensor de captura, a memória de armazenamento, o processador e os mecanismos de entrada e saída. Entretanto, habitualmente precisam de uma placa de entrada-saída adicional para que possam ser conectadas ao resto dos sistemas de automatização de uma fábrica. Alem disso, seu desenho geralmente é muito robusto para poder suportar os ambientes tipicamente agressivos dos entornos industriais.

Os sistemas de visão integrados se diferem relativamente das câmeras inteligentes. Seu sensor e a memória da câmera estão situadas em um cabeçote remoto de tamanho muito reduzido e, o processador, as entradas-saídas e a conexão com o resto do ambiente industrial se situam em um elemento de dimensões igualmente pequenas que pode ser colocado junto a outros elementos de automatização. Uma das vantagens que esta tecnologia apresenta com relação às câmeras inteligentes tradicionais é que, com apenas um elemento de processo, é possível conectar vários cabeçotes de visão remotos, o que reduz o custo nas aplicações que exigem várias capturas da mesma peça. 

Tanto as câmeras inteligentes, como os sistemas integrados, podem incluir sensores CCD/CMOS de definição muito alta, tanto em monocromo como em cor. Ambos sistemas incluem potentes programas que permitem resolver a maioria de aplicações de visão sem necessidade de saber programar, e utilizando apenas interfaces gráficas de usuário de fácil configuração.

A potência de cálculo destes sistemas é suficiente para poder resolver a maioria de aplicações de visão industrial. Os preços destes sistemas nas configurações mais básicas podem alcançar valores muito mais elevados no caso de configurações multi-câmera de alta resolução.

Mesmo assim, embora a maior parte destes sistemas costumam integrar um software de fácil manipulação, existem alguns fabricantes que comercializam a câmera de visão artificial ou sistema de visão com a opção de que cada usuário possa integrar seu próprio software. Isto é especialmente interessante para integradores de sistemas e fabricantes de maquinaria que desenham suas próprias aplicações com software especializado para sua aplicação.

CÂMERAS DE VISÃO ARTIFICIAL

As câmeras de visão artificial industriais mais utilizadas nos sistemas de visão artificial são Gigabit Ethernet, USB2, USB3, Cameralink, Cameralink HS, Coaxpress y Firewire. Algumas destas interfaces de conexão de câmeras de visão artificial são muito recentes, como as USB3 e as Coaxpress, mas a tendência atual dos fabricantes de câmeras de visão artificial é a utilização da interface USB3 no lugar de outras interfaces como a Cameralink. Por outro lado, no caso de câmeras Coaxpress, é necessária a utilização de um frame grabber Coaxpress, mas a vantagem está na velocidade que disponibilizam.

Nos sistemas de visão artificial, a função das câmeras de visão é capturar a imagem projetada no sensor, via ótica, para poder transferi-la a um sistema eletrônico. As câmeras utilizadas em visão artificial requerem uma série de características específicas, como o controle do disparo da câmera, que permite capturar as peças que passam em frente à câmera exatamente na posição requisitada. 

Há múltiplos tipos de câmeras, tanto de visão artificial como de câmeras de visão industrial:

  • Câmeras matriciais
  • Câmeras lineares
  • Câmeras de alta velocidade
  • Câmeras 3D
  • Câmeras inteligentes
  • Câmeras infravermelhas ou câmeras térmicas
  • Sistemas espectrais e sistemas multi-espectrais
  • Acessórios de câmeras (suportes, cabos, etc.)

Em geral, cada um destes tipos de câmeras são consideradas tecnologias completamente diferentes. Porém, há muitas características que sobressaltam, por isso nem sempre é simples realizar uma catalogação que as diferencie por completo.