Elegir el sensor adecuado para aplicaciones de visión artificial

La batalla tradicional entre los sensores CCD y CMOS está casi terminada, con la victoria a favor de los sensores con tecnología CMOS. Cuando se trata de decisiones vitales en el diseño de un sistema de visión artificial, ahora debemos recurrir a algunos parámetros clave del sensor que tendrán una mayor influencia en el rendimiento final del sistema. En este artículo, exploraremos estos parámetros y analizaremos qué tipos de aplicaciones de visión se beneficiarán más de cada uno de ellos.

La influencia del tamaño de píxel

Los píxeles son los elementos individuales que capturan la luz para formar una imagen. La capacidad de un píxel para convertir un fotón incidente en carga se especifica por su eficiencia cuántica, que será diferente para distintas longitudes de onda.

En las cámaras de visión artificial, los píxeles suelen tener entre 1,85μm y 9μm, y aunque el tamaño del píxel suele subestimarse, puede ser bastante importante a la hora de elegir la óptica adecuada para la aplicación.

Los tamaños de píxel grandes suelen ofrecer mejores capacidades de saturación y relaciones señal/ruido, lo que se traduce en un mejor rango dinámico. Los píxeles más pequeños son buenos para aplicaciones de bajo ruido y permiten mayores resoluciones con tamaños de sensor más pequeños, lo que facilita la elección de la óptica. Los tamaños de píxel grandes suelen ser necesarios en aplicaciones como la astronomía o el tráfico, mientras que los tamaños de píxel pequeños pueden ser beneficiosos para aplicaciones biomédicas.

La importancia del tamaño del sensor

El sensor es el área activa de la cámara y su tamaño es importante para comprender el campo de visión del sistema final. Para una distancia focal fija, los sensores más grandes lograrán mayores campos de visión. Sin embargo, esto no es gratis. Los tamaños de sensor más grandes requerirán ópticas de apoyo que no degraden la imagen hacia los bordes ni produzcan mayores distorsiones.

Diferencia entre sensores monocromáticos y de color

Esta es una pregunta común que muchos usuarios enfrentan al elegir una cámara para su aplicación. La gran mayoría de los sensores de color utilizan un filtro óptico en cada píxel para separar la luz entrante en una serie de colores. Esto se conoce comúnmente como Filtro Bayer.

Dado que se requieren más píxeles para reconocer el color, estos sensores producirán una resolución efectiva más baja que sus contrapartes monocromáticas. Los sensores de color serían apropiados en aplicaciones que requieren segmentación o clasificación de color. Sin embargo, los sensores monocromáticos son mejores para aplicaciones de alta precisión, como metrología o escaneo de códigos de barras.

Diferencia entre sensores de obturador rodante (rolling shutter) y obturador global (global shutter)

Las cámaras industriales suelen estar disponibles con una gama de sensores de obturador rodante y obturador global.

Un sensor de obturador global expone y muestrea simultáneamente. Esto significa que la adquisición de imágenes comienza y termina al mismo tiempo para todos los píxeles.

Sin embargo, un sensor de obturador rodante expone y muestrea secuencialmente, lo que significa que cada línea de la imagen se muestrea en un momento diferente, lo que resulta en imágenes distorsionadas cuando hay un objeto en movimiento.

Teniendo en cuenta estas diferencias, los sensores de obturador rodante se recomiendan para aplicaciones de bajo presupuesto con objetivos estacionarios, o objetivos que se mueven a velocidades muy bajas, como las ciencias de la vida o las aplicaciones de metrología.

Por el contrario, los sensores de obturador global se recomiendan para aplicaciones de alta velocidad con objetivos en movimiento de velocidad media a alta, como análisis deportivos, transmisiones, AOI y detección de defectos en cintas transportadoras en movimiento.

Toda la información anterior ha sido detallada cuidadosamente en las hojas de datos de nuestras cámaras, disponibles en nuestra página web para facilitar la decisión al elegir el modelo de cámara de visión artificial óptimo para su aplicación industrial.