一根网线解决所有连接,在百米开外稳定传输高清图像,工业相机正在以过去难以想象的方式重新定义智能制造的眼睛。

千兆以太网相机 预计在2032年达到可观的市场规模-4。Orbbec公司最近推出的Gemini 335Le以太网工业相机就是很好的例子,它配备工业级M12连接器,支持PoE供电,数据传输距离可达100米-1

在机器人避障、产品检测、物流分拣等场景中,这些相机的应用正变得越来越普遍。


01 工业视觉的新标准

工业生产线上,传统相机常常因为连接线松动、传输距离有限而掉链子。现在,以太网工业相机正在改变这一局面。

这类相机采用GigE Vision等标准化协议,通过普通网线就能完成数据传输和电力供应-2。工厂车间里,布线简单多了,维护也方便不少。

从市场数据看,工业以太网相机 的增长相当可观。全球市场预计在2032年将达到相当规模,年复合增长率保持稳定-4。在中国,华东、华南等制造业集中地区的市场需求尤为旺盛-4

这个增长背后是制造业对高效率、低成本自动化解决方案的迫切需求。

02 选择工业相机的门道

选工业相机可不是简单看像素高低。不同应用场景对相机的要求天差地别。

根据扫描方式,工业相机主要分为面阵相机和线阵相机两大类-2。面阵相机单次曝光就能捕捉完整二维图像,适合产品定位、缺陷识别这些静态检测。

线阵相机则是逐行扫描,对于印刷品检测、金属板材检测这种高速运动或宽幅检测场景更合适-2。线阵相机通过物体运动拼接成完整图像,检测精度和速度都能满足高端制造的需求。

接口选择也很关键。目前主流的工业相机接口包括GigE Vision、USB3 Vision和CoaXPress等-2。GigE Vision基于以太网传输,传输距离长、成本较低,是当前市场的主流选择。

USB3 Vision即插即用,适合中短距离应用;而CoaXPress则是单线缆传输,被认为是未来高速高分辨率应用的趋势-2

03 特殊环境中的可靠表现

在一些特别恶劣的工业环境里,普通相机根本无法正常工作。这时就需要专门设计的以太网工业相机上场了。

以Orbbec的Gemini 335Le为例,这款相机具备IP67防护等级,防尘防水,能在零下温度长时间工作-1。它的设计能承受工业振动,传输距离可达100米,还具备抗电磁干扰能力。

在光照条件复杂或存在电磁干扰的工厂环境中,这类相机仍能稳定工作,为自主移动机器人提供准确的避障、导航数据-1

SICK公司的sensingCam SEC100系列也值得一提。这两款紧凑型相机都达到IP65防护等级-3。基本型号支持高分辨率串流和快照捕获,而SEC110型号增加了事件记录功能。

这个功能可存储事件触发前后40秒的视频片段,方便进行故障分析和诊断-3

04 应用场景的实际案例

现代制造业中,以太网工业相机的应用已经相当广泛。在AMR(自主移动机器人)领域,这些相机发挥着关键作用。

搭载了合适相机的AMR能在光线变化大、环境杂乱且有电磁干扰的工厂中准确执行避障、导航和地图绘制任务-1

机械手臂是另一个重要应用场景。紧凑、耐用的工业相机可以提升机械手臂在测量、料箱抓取、包裹搬运等任务的效率-1。即使在严苛环境中,它们也能可靠检测小型、无纹理的物体,这是人眼难以完成的任务。

电力行业的视觉检测升级案例也很有代表性。一家电力行业企业需要同时接入多台千兆网口工业相机,东田工控为其提供了具备18个以上网口的专业工控机-8

这个方案支持多角度、高并发图像采集与实时处理,满足了电力设备状态监测和智能化运维的高要求-8

05 技术前沿与发展趋势

工业相机技术正朝着更高速、更智能的方向发展。Emergent Vision Technologies公司推出的HR系列10GigE工业相机就是很好的例子-6

这些相机支持比标准千兆以太网快10倍的数据传输速度,能满足机器视觉、运动分析等高速成像应用的需求-6

多相机系统同步技术也在进步。现在的先进系统可以将多台相机同步到1微秒的精度,这对于后期制作中合并镜头或实时分析图像至关重要-6

中国本土的工业相机企业也在迅速崛起。海康机器人、迁移科技、华睿科技等公司已经成为行业的重要参与者-9

海康机器人开发的工业相机覆盖30万到1.51亿像素,包括GigE、10GigE、USB3.0等多种接口-9

06 经济性与易用性平衡

过去,机器视觉系统往往需要专用软件、定制集成和大量资金投入-3。这限制了许多规模较小或资源有限的自动化团队采用这项技术。

如今情况正在改变。SICK的sensingCam SEC100系列等产品通过紧凑的预配置设计,提供实时串流和事件记录功能,简化了部署过程-3

这些相机内置网络服务器和标准浏览器界面,操作人员可以直接配置串流协议、快照模式和存储设置-3

这种设计降低了系统复杂性,缩短了学习曲线,使缺乏机器视觉专业知识的用户也能快速上手-3

对于希望改造或逐步升级现有设备的工厂,这类相机提供了一种实用方法,能够以最少的布线或停机时间为传统设备添加智能功能-3


随着10GigE甚至更高速接口的普及,未来工业相机传输速率将提升10倍以上-6。中国本土工业相机品牌正在迅速崛起,从海康机器人到迁移科技,国产相机已覆盖从基础2D检测到复杂3D视觉的全系列产品-9

在智能制造的浪潮中,这些连接简单、稳定可靠的视觉传感器,正在成为连接物理世界与数字系统的关键桥梁。