iPhone kontra kamery przemysłowe: uczciwy test w kontroli wizualnej

Korpus Basler ace 2 Pro z pasującym obiektywem C-mount 1,1 cala kosztuje około 1 900 euro w sklepie samego Baslera. A to dopiero sama głowica czujnika. iPhone ma aparat, ISP, GPU i akcelerator sieci neuronowych na jednej płytce. Żeby dorównać temu w stosie przemysłowym, dokładasz oświetlenie, uchwyt, kable i komputer przemysłowy z GPU zdolnym uruchomić model wad w czasie rzeczywistym. Kompletny zestaw wychodzi około 4 500 do 5 000 euro w wersji ostrożnej i 7 500 do 10 000 euro za wzmocniony bezwentylatorowy IPC z porządnym GPU klasy NVIDIA RTX. Odnowiony iPhone 15 Pro z lampą, kablami i uchwytem SP Connect mieści się poniżej 1 000 €. Ta sama praca, ta sama konfiguracja od początku do końca, pięć do dziesięciu razy wyższy koszt. Ten wpis to uczciwy odczyt tego, gdzie iPhone się broni, gdzie przegrywa i jak wybrać.

Większość porównań w sieci wybiera stronę, zanim ktoś przeczyta kartę katalogową. To porównanie opiera się na publicznych liczbach. Specyfikację Baslera bierzemy z ich dokumentacji produktowej, specyfikację iPhone'a z karty Apple, a obie strony podpieramy opublikowanymi danymi z wdrożeń, a nie testami, których nie przeprowadziliśmy. Tam, gdzie liczba jest nasza własna, jak opóźnienie wnioskowania w Core ML albo koszt stanowiska, mówimy o tym wprost.

Porównanie kart katalogowych

To odczyt opublikowanych specyfikacji, a nie test laboratoryjny jeden na jeden. Nie mamy Baslera ace 2 Pro i uważamy, że nikt nie powinien ufać porównaniu, które podaje wyniki niemożliwe do odtworzenia. Tam, gdzie cytujemy Baslera, link prowadzi do ich własnej dokumentacji. Tam, gdzie cytujemy wydajność iPhone'a, link prowadzi do strony ze specyfikacją Apple albo do naszej telemetrii produkcyjnej. Dowodem na to, że smartfony potrafią udźwignąć kontrolę przemysłową na skalę, jest Mobile AI Vision System w Fordzie, który wykonał ponad 168 milionów kontroli na około 700 stanowiskach w 27 zakładach (szczegóły w naszym wpisie o danych z kontroli smartfonowej).

Wydajność optyczna

Rozdzielczość i matryca. Basler ace 2 Pro (a2A5320-23ucPRO) korzysta z 16,1 MP matrycy CMOS Sony IMX542 z migawką globalną w formacie 1,1 cala, zgodnie z dokumentacją produktową Baslera. Główny aparat iPhone'a 15 Pro rejestruje 48 MP przy f/1.78 na mniejszej matrycy, zgodnie z kartą specyfikacji Apple. Surowa rozdzielczość na papierze przemawia za iPhonem. Rozmiar matrycy i jakość pojedynczego piksela przemawiają za Baslerem.

Typ migawki to bardziej brzemienna w skutki różnica. Basler ma migawkę globalną, co oznacza, że każdy piksel jest naświetlany w tej samej chwili. iPhone ma migawkę kroczącą, która potrafi rozmazać szybko poruszające się detale, gdy ekspozycja i ruch źle się złożą. Przy prędkościach linii powyżej dwóch detali na sekundę Basler jest bezpieczniejszym wyborem optycznym. Poniżej tego progu kontrolowane oświetlenie i HDR realizowany na matrycy iPhone'a trzymają obie kamery w grze.

Słabe światło. Żaden z producentów nie publikuje zakresu dynamiki w decybelach na ogólnodostępnej karcie katalogowej. W naszych wdrożeniach iPhone rejestruje czysty obraz w dół do około 200 luksów przy domyślnym torze ISP. Poniżej tego progu przetwarzanie HDR może wprowadzać artefakty ruchu. W fabrykach, które panują nad własnym oświetleniem, czyli w prawie wszystkich, rzadko ma to znaczenie w praktyce.

Przepustowość

Klatki na sekundę. Karta katalogowa Baslera podaje 22,3 FPS przy pełnej rozdzielczości 16,1 MP. iPhone nagrywa wideo 4K do 60 FPS i obsługuje slo-mo w 1080p przy 240 FPS, zgodnie z tą samą stroną specyfikacji Apple. Przy surowej przepustowości w 1080p albo 4K wygrywa iPhone. Przy przechwytywaniu w pełnej rozdzielczości 16 MP wyższą utrzymaną liczbę klatek ma Basler.

Opóźnienie wyzwalania. Basler ma optoizolowane linie GPIO przewidziane do wyzwalania sprzętowego w zakresie mikrosekund. iPhone wyzwalasz przez aplikację, przez USB-C albo przez sieć, z jitterem warstwy programowej rzędu 10 do 30 milisekund, zależnie od konfiguracji. W celach zrobotyzowanych, gdzie liczy się synchronizacja, wygrywa okablowanie Baslera. Przy przepływach typu zrób zdjęcie za każdym razem, gdy przejeżdża detal, wyzwalanie programowe jest w porządku.

Synchronizacja wielu kamer. Kamery przemysłowe mają sprzętowe linie synchronizacji do cel wielokamerowych. Sprzęt konsumencki potrzebuje mostu programowego. Nasz moduł Bridge obsługuje to na stanowiskach z kilkoma iPhone'ami, ale synchronizacja na poziomie oprogramowania ląduje w najlepszym razie w okolicy 5 milisekund, wobec wartości poniżej milisekundy u Baslera z jego dedykowaną architekturą wyzwalania.

Realia hali produkcyjnej

Klasa IP. ace 2 Pro ma klasę IP30 według swojej karty katalogowej. Kamery przemysłowe w klasie IP67 istnieją, zwykle jako osobne SKU ze szczelną obudową i złączami M12, w wyższej cenie. Odnowiony iPhone w stalowej obudowie o jakości spożywczej osiąga IP65. Na suchych halach obie opcje są w porządku. Tam, gdzie myje się pod ciśnieniem, właściwym narzędziem jest dedykowana kamera przemysłowa IP67.

Temperatura pracy. Basler ace 2 Pro jest przewidziany na zakres od -10 do 50 stopni Celsjusza według tej samej karty katalogowej. iPhone z naszego doświadczenia zaczyna ograniczać wydajność termicznie w okolicy 35 stopni Celsjusza temperatury otoczenia i może być chłodzony pasywnie w aluminiowym uchwycie, gdy jest cieplej. Na większości europejskich hal produkcyjnych w pomieszczeniach obie opcje mieszczą się wygodnie w swoim zakresie pracy. Gorące kabiny lakiernicze i odlewnie wypychają iPhone'a poza strefę komfortu.

Części zamienne i wymiana. Kamera przemysłowa korzysta ze sztywnego okablowania GigE albo USB3 przewidzianego na dekadę pracy. Gdy padnie, wymieniasz ją na zapas o tym samym SKU, zwykle przez pierwotnego integratora. iPhone jest zaprojektowany pod wymianę na gorąco. Jeśli sztuka padnie w środku zmiany, lider linii wyciąga zapasowego iPhone'a z zakładowej puli i uruchamia go w kilka minut, bez wizyty integratora. To jest kompromis trwałości: kamery przemysłowe rzadko padają, ale ich wymiana zajmuje czas, a sprzęt konsumencki pada częściej i wraca do gry w kilka minut.

Gdzie wygrywa iPhone

Elastyczne wdrożenie. iPhone w uchwycie opartym na SP Connect wpina się i wypina z podstawy w kilka sekund, więc przeniesienie kontroli z jednej linii na drugą jest decyzją na zmianie, a nie wizytą integratora. Zobacz nasz poradnik montażu iPhone'a na liniach produkcyjnych, żeby zobaczyć, jak to działa mechanicznie.

Przyspieszenie AI. Układ A17 Pro w iPhonie 15 Pro ma 16-rdzeniowy Neural Engine, który według Apple uruchamia uczenie maszynowe na urządzeniu nawet dwa razy szybciej niż poprzednia generacja (według karty specyfikacji Apple). W naszym torze Core ML wnioskowanie wykrywania wad działa poniżej 50 milisekund na klatkę bezpośrednio na urządzeniu. Basler nie ma lokalnej mocy obliczeniowej. Wnioskowanie działa na sparowanym serwerze brzegowym albo na PC, co dokłada opóźnienie, drugą skrzynkę i kolejny punkt awarii.

Koszt stanowiska, jeden do jednego. iPhone to aparat, ISP, GPU i akcelerator sieci neuronowych w jednym urządzeniu. Żeby dorównać temu w konstrukcji przemysłowej, płacisz za każdy element osobno. Basler wycenia korpus ace 2 Pro na 1 629 euro, a obiektyw C-mount 1,1 cala, na przykład C11-1620-12M-P na 259 euro w swoim sklepie. Dodaj listwę albo pierścień LED za około 500 euro, uchwyt i kabel USB 3 za około 200 euro oraz komputer brzegowy AI klasy NVIDIA Jetson AGX Orin za około 2 000 euro, żeby uruchomić wnioskowanie porównywalne z Apple Neural Engine. Ten zestaw wychodzi około 4 600 euro, zanim doliczysz pracę integracyjną. Przy wzmocnionym bezwentylatorowym IPC z GPU klasy NVIDIA RTX A2000 i oświetleniem w obudowie o właściwej klasie IP rachunek idzie w stronę 7 500 do 10 000 euro. Stanowisko z odnowionym iPhonem 15 Pro, lampą, kablami i uchwytem SP Connect ląduje poniżej 1 000 €. Na dwudziestu stanowiskach daje to sześciocyfrową różnicę, która finansuje kolejny cykl inwestycyjny. Jaki konkretnie iPhone wybrać, opisujemy w naszym wpisie o wyborze iPhone'a do przemysłowej kontroli jakości.

Gdzie wygrywają kamery przemysłowe

Synchronizacja wyzwalania poniżej milisekundy między wieloma kamerami w celi zrobotyzowanej. Stała wydajność w pełnej rozdzielczości powyżej 60 FPS. Certyfikowana praca w skrajnych temperaturach albo przy myciu pod ciśnieniem. Matryce monochromatyczne lub multispektralne do materiałów, w których kolor nie niesie informacji. Każde zastosowanie, gdzie jest już prawdziwy integrator wizji maszynowej i stała linia produktowa, która nie zmieni się przez pięć lat.

Nie udajemy, że takich zastosowań nie ma. Enao działa na iPhonie, bo te 80 procent fabryk, które nie potrzebują tych skrajności, od lat płaci pełny koszt stosu przemysłowego.

Wybór według rodzaju wady

Wady powierzchni i wady wizualne powyżej 50 mikronów: iPhone.

Pomiar geometryczny poniżej 20 mikronów: kamera przemysłowa z obiektywem telecentrycznym.

Spoiny w temperaturze powyżej 1 000 stopni Celsjusza: kamera przemysłowa z optyką filtrującą.

Linie rozlewnicze albo pakujące o wysokim miksie z 20 SKU: iPhone.

Linie mycia pod ciśnieniem klasy 3 w IP67: kamera przemysłowa.

Pełny obraz tego, jak dzielą się kategorie wizji maszynowej, znajdziesz w naszym poradniku o systemach wizji maszynowej oraz w porównaniu dostawców.

Enao Vision oferuje bezpłatny pilotaż, żebyś mógł ocenić, czy Twoja linia mieści się w tych 80 procentach dla iPhone'a, czy w 20 procentach dla rozwiązań przemysłowych. Potrzebny sprzęt, czyli iPhone, lampa, kable i uchwyt, mieści się poniżej 1 000 €. Nasz moduł Bridge obsługuje synchronizację w celach, gdzie muszą współpracować dwa albo trzy iPhone'y. Tak czy inaczej decyzja powinna zapadać na podstawie Twojego rodzaju wady, a nie marki kamery, na której wychował się Twój zespół.

Zacznij

Chcesz zobaczyć, jak Enao Vision działa na Twojej linii? Możesz zacznij za darmo na iPhonie, którego już masz, albo Wypróbuj demo i zobacz w przeglądarce, jak AI ocenia detale na hali produkcyjnej.