2000-ųjų pradžioje vaizdo gavimo pramonėje įvyko rami revoliucija: buvo išleistos pirmosios priartinimo bloko kameros. Šie kompaktiški integruoti vaizdo gavimo moduliai ne tik įtraukė į rinką naują produktų kategoriją,{2}}jie pakeitė vaizdo projektų kūrimą, sulaužydami tradicinių diskrečių vaizdo gavimo sprendimų formas su tvirtai integruotais PCB, jutikliais ir objektyvais. Tuo metu inžinieriams ir gaminių dizaineriams patrauklumas buvo tiesioginis: greitas automatinis fokusavimas ir optinio priartinimo galimybės, sutalpintos į nedidelį plotą, atveria galimybes integruoti vaizdus į daugybę programų, kurias anksčiau ribojo stambesnės kameros sąrankos.
Kaip žmogus, kuris per pastaruosius du dešimtmečius mačiau pramoninės vaizdo gavimo technologijos raidą, mačiau, kaip priartinimo bloko kameros iš nišinio sprendimo tapo kertiniu įterptųjų vaizdų akmeniu. Šiame kūrinyje pasigilinsiu į jų kelionę-nuo jų kuklios kilmės buitinės elektronikos srityje iki dabartinės pramonės šakų statuso-ir pateiksiu įžvalgų, kur ši technologija galėtų būti toliau. „Zoom Block“ fotoaparatai išsiskiria unikaliu lankstumo ir ekonomiškumo- deriniu, dėl kurio jie yra nepakeičiami atliekant daugybę pramoninių įterptųjų vaizdo užduočių.
Ištakos: kryžminis-vartotojų ir saugumo poreikių apdulkinimas
Nesunku nepastebėti, kad mastelio keitimo blokuojančios kameros dabar yra pagrindinė atrama maždaug 20 metų,{1}}tai liudija jų išliekamąją vertę. Jų istorija prasideda ne pramoninėse laboratorijose, o 1990-ųjų pabaigoje ir 2000-ųjų pradžioje vartotojų nešiojamų vaizdo kamerų rinkoje. Tuo metu Japonijos plataus vartojimo fotoaparatų gamintojai važiavo paklausos banga, kurią lėmė vartotojų susižavėjimas optiniu priartinimu: galimybė priartinti sceną neprarandant vaizdo kokybės buvo žaidimo{6}}pakeitimas namų vaizdo įrašams ir mėgėjiškam filmų kūrimui. Ši vartotojų sėkmė buvo ne tik pajamų variklis-, bet ir padėjo techninius pagrindus tai, kas taps priartinimo blokuojančia kamera.
Maždaug tuo pačiu metu lygiagretus iššūkis iškilo apsaugos kamerų sektoriuje. Japonijos apsaugos kamerų gamintojai kovojo su bendra problema: standartinis sprendimas sujungti dėžutes kameras su priartinančiomis lęšiais (paprastai su siauru 2,8–12 mm židinio nuotolio diapazonu) buvo brangus ir sudėtingas. Diegimo komandoms dažnai tekdavo lipti kopėčiomis, kad rankiniu būdu reguliuotų židinio nuotolį, kad atitiktų naudotojo reikalavimus-daug laiko-atimantis, daug darbo- reikalaujantis procesas, nepalikdamas lankstumo. Pramonė ieškojo mažesnės, pigesnės ir patogesnės{8}}alternatyvos.
Mastelio keitimo bloko kamera gimė dėl šios poreikių konvergencijos, kurią padėjo saujelė į priekį{0}}manančių inžinierių. Proveržis įvyko, kai viena komanda turėjo paprastą, bet puikią idėją: sujungti pramoninį -klasės jutiklį (optimizuotą mažam-apšvietimui, kritiniam saugumo poreikiui) su optinio priartinimo objektyvu ir abu kartu su PCB įtaisyti tvirtoje metalinėje korpuse. Dėl šios integracijos nebereikėjo atskirų komponentų, sumažėjo dydis ir kaina, tuo pačiu padidintas patikimumas.
Ankstyvieji šios erdvės pionieriai buvo „Sony“ ir „Hitachi“, nors jų metodai atspindėjo atitinkamas jų stipriąsias puses. „Sony“, turinti gilias šaknis plataus vartojimo elektronikos srityje, sukūrė technologiją savo viduje-, panaudodama savo patirtį jutiklių ir optikos srityse. Tuo tarpu „Hitachi“ pasirinko geriausią--klasės komponentų metodą, pirkdama aukštos-kokybės objektyvus iš patikimų partnerių, tokių kaip „Tamron“ ir „Fujinon“, kad būtų galima susieti su „Sony“ pramoniniais jutikliais. Sudėtingas registro valdymas, skirtas mažam-apšviestam našumui-, kuris yra esminė saugos programų savybė-, buvo tvarkoma naudojant tam skirtus DSP lustus – detalę, kuri pabrėžė modulių pramoninio{10}klasės kilmę.
Kitas svarbus galvosūkio elementas buvo valdymo protokolų priėmimas. Tada VISCA ir Pelco{1}}D tapo de facto standartais, o ilgalaikis jų tinkamumas byloja apie jų patikimumą-net ir šiandien, beveik kiekviena rinkoje esanti mastelio keitimo blokavimo kamera vis dar palaiko šiuos protokolus. Ankstyvosiose iteracijose taip pat buvo pastebėtas reikšmingas židinio nuotolio diapazono šuolis, išsiplėtęs iki 4,0–88 mm (22x optinis priartinimas), leidžiantis valdyti skaitmenines scenas, kurios supaprastino diegimą ir naudotojo patirtį. Apsaugos kamerų tiekėjams tai buvo pardavimo taškas, kurį jie negaišdavo pabrėždami: „Nereikia kopėčių“ tapo šauksmu, nes įterptosios priartinimo blokuojančios kameros leido nuotoliniu būdu reguliuoti automatinį fokusavimą ir priartinimą,{8}}nereikia atlikti rankinio-svetainės pakeitimų.
Saugumo OEM rinka greitai suprato potencialą. Įmonės pradėjo integruoti VGA-raiškos blokų kameras į PTZ kupolus, o paklausa išaugo. Tuo metu PTZ rinkoje dominavo tokie žinomi žaidėjai kaip Pelco, Bosch ir Axis, kurie kasmet parduoda tūkstančius vienetų. Tačiau gamybai persikėlus į Kiniją, Azijos PTZ kupolų gamintojai netrukus ėmėsi lyderių- tendencijos, kuri išlieka iki šiol, o didžioji dalis įtaisytųjų priartinimo blokų kamerų vis dar gaminama Kinijoje. Šis pokytis ne tik sumažino išlaidas, bet ir paspartino naujoves, todėl technologija tapo prieinama daugiau pramonės šakų.
Dabartis: nuo saugumo nišos iki pramoninio darbo arklio
Per pastaruosius du dešimtmečius mastelio keitimo blokuojančios kameros peržengė savo pradinę saugą{0}}sukoncentruotą nišą ir išsiplėtė į beveik visus pramoninio įterptųjų vaizdų kampus. Kas juos išlaikė aktualiais? Mano patirtis rodo, kad tai yra pagrindiniai jų bruožai: išskirtinis patikimumas, stabilumas, prisitaikymas ir sklandi integracija. Pramoniniams tikslams,-kai įranga dažnai veikia atšiaurioje aplinkoje, o prastovos yra brangios,-dėl šių savybių negalima derėtis. Šiandienos mastelio keitimo blokuotos kameros išlaiko kompaktišką formą, tačiau turi daugybę pažangių funkcijų: didelės-raiškos objektyvus, įtaisytus-didelio-jautrumo jutiklius ir didelės{10}}greitos automatinio fokusavimo sistemas, kurios gali neatsilikti nuo pramonės darbo eigos reikalavimų.
Techninė raida per pastaruosius kelerius metus buvo ypač verta dėmesio. Žvelgdamas į naujausius modulius matau pagrindinius patobulinimus, kurie sprendžia problemas, susijusias su realiomis -pramonės problemomis: išplėstiniai optinio priartinimo lęšiai su vaizdo stabilizavimu (būtina naudojant tokias programas kaip mobilūs tikrinimo robotai), nuimami IR kirpimo filtrai (įgalinantys dienos ir nakties funkcijas), rasojimo šalinimo galimybės (atšiaurioms aplinkos sąlygoms) ir LVDS skaitmeninės išvesties, aiškesnės vaizdo perdavimo priemonės. Jutiklių technologija taip pat nuėjo ilgą kelią-nuo ankstyvųjų modelių 720p raiškos iki 1080p ir galiausiai iki 4K. Dėl šios raiškos šuolio atsirado naujų programų – nuo tikslaus gamybos tikrinimo iki didelės raiškos priežiūros kritinėje infrastruktūroje.
Vis dėlto, kaip pramonės srities žinovas, pastebėjau, kad daugumos pramoninio naudojimo atvejų skiriamosios gebos padidėjimas artėja prie praktinės ribos. Nors 4K pakanka beveik visoms įterptoms vaizdavimo užduotims atlikti, naujovių dėmesys -teisingai perkeltas-prie mažo-apšvietimo. Daugelyje pramoninių aplinkų, nuo silpnai apšviestų sandėlių iki požeminių vamzdynų, mažas{6}}jautrumas šviesai gali apsunkinti arba sugadinti patikrinimą. Čia šiandien matau aktyviausią plėtrą, ir tai yra tendencija, kuri greičiausiai nulems kitą mastelio keitimo bloko kameros evoliucijos etapą.
Ateities perspektyvos: sutelkite dėmesį į našumą, o ne tik į raišką
Taigi, kokia bus mastelio keitimo blokų kamerų ateitis? Remdamasis savo stebėjimais apie jutiklių ir objektyvų technologijų planus, nesitikiu, kad grįšiu į pastarojo dešimtmečio „raiškos lenktynes“. Vietoj to, ateinančius kelerius metus lems laipsniškas, bet reikšmingas silpno{1}}šviesos našumo-patobulinimas, kurį paskatins jutiklio pikselių dizaino ir objektyvo dangų pažanga. Pramonės naudotojams tai reiškia geresnę vaizdo kokybę sudėtingomis apšvietimo sąlygomis, sumažinant papildomo apšvietimo poreikį ir išplečiant aplinkų, kuriose galima naudoti priartinimo blokuojančias kameras, spektrą.
Be mažo{0}}apšvietimo galimybių, tikiuosi tolesnės integracijos su pramoninėmis IoT (IIoT) ekosistemomis. Ateities mastelio keitimo blokų kameros greičiausiai turės pažangesnes skaitmenines sąsajas, kurios leis sklandžiai prisijungti prie kraštinių skaičiavimo įrenginių ir debesų platformų. Tai leis realiuoju laiku-analizuoti vaizdų, nuspėjamą priežiūrą ir nuotolinio stebėjimo-funkcijas, kurios tampa vis svarbesnės išmaniosiose gamyklose ir prijungtoje infrastruktūroje.
Žvelgiant atgal, mastelio keitimo blokų kamerų kelionė yra klasikinis pavyzdys, kaip vartotojų technologijas galima pergalvoti pramoniniam naudojimui ir kaip konkretaus skausmo taško sprendimas (sudėtingas apsaugos kameros įrengimas) gali sukelti technologiją, transformuojančią visą pramonę. Žvelgiant į ateitį, jų išliekamoji vertė priklausys nuo jų gebėjimo prisitaikyti prie kintančių pramoninių naudotojų poreikių, -išliks kompaktiški, patikimi ir ekonomiški-, kartu su funkcijomis, kurios yra svarbiausios realiose programose-. Inžinieriams ir gaminių dizaineriams jie ir toliau bus puikus{5}}sprendimas, kaip integruoti vaizdą į naujos kartos pramoninę įrangą.
