Modulo telecamera con trigger esterno2

Rispetto ai normali moduli telecamera e anche ad altre soluzioni di imaging specializzate, i suoi vantaggi si concentrano nel controllo dei tempi, nell'integrazione del sistema e nell'adattabilità dello scenario, in particolare in quattro aspetti:

1. Eccezionale precisione e controllo della temporizzazione: consentono l'allineamento dell'istante di acquisizione dell'immagine con il verificarsi di un evento esterno con precisione a livello di microsecondi-. Questo è fondamentale per analizzare fenomeni ad alta-velocità o transitori. Gli utenti possono definire con precisione la logica e i tempi di attivazione progettando circuiti esterni, ottenendo il controllo assoluto sul momento di acquisizione.​
2. Elevata efficienza dei dati e prestazioni del sistema: catturando solo frame "preziosi", riducono significativamente la generazione di dati non validi. Ciò riduce il carico di calcolo sulle successive unità di elaborazione delle immagini, consente di risparmiare spazio di archiviazione e migliora la velocità di elaborazione complessiva del sistema.​
3. Potente capacità di sincronizzazione multi-camera: questo è uno dei vantaggi più importanti. In applicazioni come la ricostruzione 3D e l'acquisizione del movimento, un singolo segnale di trigger principale può comandare a dozzine o addirittura centinaia di telecamere di esporre simultaneamente, garantendo che tutti i punti di vista catturino esattamente lo stesso momento nel tempo ed eliminando gli errori di misurazione causati dalla desincronizzazione.​
4. Maggiore integrazione e affidabilità del sistema: possono essere perfettamente integrati in sistemi automatizzati composti da sensori, PLC e dispositivi meccanici, fungendo da collegamento reattivo e affidabile all'interno del circuito di controllo. La natura deterministica del triggering dell'hardware lo rende immune ai ritardi del software del PC o alla pianificazione del sistema operativo, fornendo l'affidabilità necessaria per le applicazioni di livello industriale.

Il suo principio di funzionamento segue un "Ingresso del segnale di attivazione → Analisi del segnale→ Esecuzione della cattura→ Uscita dati" processo a ciclo chiuso-, con una chiara divisione del lavoro tra hardware e software. I passaggi specifici sono i seguenti:

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Passaggio 1: generazione del segnale di trigger esterno​

Il segnale di trigger proviene da un dispositivo esterno e il tipo di segnale dipende dallo scenario applicativo:​

Segnale di attivazione hardware: generato da dispositivi fisici (ad esempio, i sensori di prossimità inviano impulsi TTL quando rilevano oggetti; gli encoder sui nastri trasportatori inviano impulsi per unità di distanza). Questi segnali vengono trasmessi al modulo fotocamera tramite interfacce hardware dedicate (ad esempio pin GPIO, connettori BNC).​

Segnale di attivazione del software: generato dal software di livello superiore- (ad esempio, il software di visione artificiale di un PC invia un "comando di acquisizione" tramite USB/I2C; un gateway IoT invia un'istruzione di attivazione tramite Ethernet). Questi segnali vengono trasmessi attraverso protocolli di comunicazione standard.​

Passaggio 2: ricezione e convalida del segnale da parte del modulo telecamera​

L'unità di controllo del trigger integrata-nel modulo della fotocamera (un chip dedicato o FPGA) riceve il segnale ed esegue due convalide chiave:​

Convalida del formato del segnale: conferma che il segnale soddisfa i parametri pre-configurati (ad esempio, larghezza dell'impulso TTL maggiore o uguale a 2μs, corrispondenza della polarità del fronte di salita/discesa; conformità della sintassi dei comandi software). I segnali non validi vengono filtrati per evitare falsi trigger.​

Regolazione del tempo (opzionale): se il sistema richiede un ritardo tra la ricezione e l'acquisizione del segnale, l'unità di controllo del trigger esegue il pre-"ritardo del trigger" impostato (regolabile da 0 ms a 1 s) prima di iniziare il passaggio successivo.​

Passaggio 3: avvio dell'acquisizione dell'immagine e del controllo del sensore

Dopo la convalida, l'unità di controllo del trigger invia un "comando di acquisizione" al sensore di immagine della fotocamera:​

Per i sensori con otturatore globale, il sensore cattura l'intero fotogramma contemporaneamente per evitare sfocature da movimento.​

Nei sensori per tapparelle, il sensore inizia a scansionare l'immagine dall'alto verso il basso in base al comando di attivazione.​

Durante l'acquisizione, il modulo mette temporaneamente in pausa altre funzioni non-essenziali (ad esempio l'anteprima) per garantire che le risorse di elaborazione siano concentrate sull'acquisizione delle immagini.​

Passaggio 4: output dell'immagine e post-attiva il feedback​

Output immagine: l'immagine acquisita viene elaborata dall'ISP del modulo e quindi trasmessa al sistema di livello superiore- tramite interfacce come USB 3.0, MIPI CSI-2 o Ethernet.​

Segnale di feedback (facoltativo): per realizzare il controllo a circuito chiuso-, il modulo può inviare un "segnale di completamento dell'acquisizione" alla sorgente di trigger esterna.