マシンビジョン向けファンレス産業用PC：MPC-2018Lの評価方法

A ファンレス産業用PC マシンビジョン用 検査ワークロード全体を考慮して選定する必要があり、プロセッサ名だけで判断してはいけません。カメラインターフェース、画像サイズ、フレームレート、トリガータイミング、アルゴリズムの負荷、ストレージ、結果の入出力など、すべてがコンピュータが実用的かどうかを判断する基準となります。

MPC-2018Lは、最大8GBのDDR3Lメモリを搭載したIntel Core i5-4200Uプロセッサを使用しています。また、USB 3.0ポート4つ、USB 2.0ポート2つ、RS232/RS485ポート2つ、RS232ポート4つ、VGA、HDMI、およびデュアルIntel I211ギガビットLANを備えています。 ユニビテック産業用PC これは明確なビジョンプロトタイプの有力候補だが、検査性能を確立するには実際のベンチマークが必要だ。

ビジョン作業負荷から始める

コンピュータは画像取得と機械の応答の間に位置します。有用なハードウェア仕様は、以下から始まります。

• カメラの数とインターフェース。
• 解像度、ピクセルフォーマット、フレームレート。
• 継続的またはトリガーによるデータ取得。
• 前処理および検査アルゴリズム
• 必要なサイクルタイム。
• 画像保持と追跡可能性
• PLC、排出機構、およびライン制御信号。
• ディスプレイ、リモートサービス、およびネットワークに関する要件。

1台のカメラを使用する2つのプロジェクトでは、コンピュータへの負荷が大きく異なる場合があります。ゆっくりとトリガーされる存在確認と、連続的な高解像度表面検査は全く異なります。見積依頼書（RFQ）には、その違いを明確に示す必要があります。

ビジョンプロトタイプに関連するMPC-2018Lハードウェア

このモデルは、Windows 7、Windows 8、およびLinuxオペレーティングシステムをサポートしています。また、ファンレスのオールアルミニウム合金構造を採用しています。マシンメーカーにとって、これはコンピュータ設計から内部冷却ファンが不要になることを意味しますが、熱設計が不要になるわけではありません。筐体には、適切な放熱経路、クリアランス、および動作条件の検討が依然として必要です。

性能について議論する前に、カメラのインターフェースを一致させましょう。

USBカメラ

4つのUSB 3.0ポートは、カメラやその他の高データ周辺機器用のハードウェアパスを提供します。カメラをポートに割り当てる前に、カメラの規格、コントローラのトポロジー、持続帯域幅、ケーブル長、コネクタの保持力、ドライバ、およびSDKを確認してください。

複数の物理的なUSBポートがあるからといって、必ずしも複数の独立した帯域幅チャネルがあるとは限りません。ポートがどのようにコントローラを共有しているかを確認し、最悪の条件下で想定されるカメラの組み合わせをテストしてください。

ギガビットイーサネットカメラ

デュアルIntel I211ギガビットLANポートは、カメラやプラントネットワークのセグメンテーション用途で評価できます。選択したカメラとソフトウェアスタックが、特定のビジョン規格、パケット構成、ネットワークドライバ、電源方式、または専用ネットワークパスを必要とするかどうかを確認してください。

標準的なギガビットイーサネットコネクタは、GigE Visionの動作、カメラの電力、必要な画像レートを自動的に保証するものではありません。これらはプロトタイプに関する質問として扱ってください。

トリガー、照明、およびマシンI/O

ビジョンシステムでは、センサー、光、カメラの露出、処理、および拒否信号の間に決定論的な関係が必要となることがよくあります。MPC-2018LはシリアルI/OとMini-PCIe拡張オプションを備えていますが、正確なトリガーおよび制御アーキテクチャは別途定義する必要があります。

プロジェクトでGPIOタイミング、フレームグラバー、フィールドバスカード、または専用のモーション制御が必要な場合は、エンジニアリングレビューのために正確なハードウェアおよびタイミング要件を送付してください。

処理：時間予算を作成する

i5-4200Uと最大8GBのメモリは、テストのための具体的なプラットフォームを提供するものであり、普遍的な性能を保証するものではありません。検査予算は以下から作成してください。

1. 画像転送時間、2. 前処理、3. 関心領域または特徴抽出、4. アルゴリズムまたは推論時間、5. 結果の伝達、6. 画像とログの書き込み、7. バックグラウンドサービスのための安全マージン。

代表的な良品画像と不良品画像を制作ソフトウェアで処理する。平均値だけでなく、最悪のケースも測定対象とする。カメラによる同時画像取得、ディスプレイの更新、データベースのアクティビティ、ネットワーク通信も同時に測定対象に含める。

ワークロードに専用GPU、より新しいプロセッサ、8GBを超えるメモリ、または特殊なアクセラレータが必要な場合は、標準構成を無理やり当てはめるのではなく、カスタマイズされた産業用PCについて議論する際の基準とすべきである。

ストレージは検査アーキテクチャの一部です

MPC-2018LはmSATAと2.5インチSATAストレージに対応しています。適切なストレージ構成は、システムが以下のデータを保存するかどうかによって異なります。

• すべての画像。
• 拒否された画像のみ。
• 耕作地。
• 検査測定項目；
• イベントログ、または
• 短期的な診断データ。

書き込み速度と1日のデータ量を計算します。次に、データ保持期間、耐久性、バックアップ、エクスポートを定義します。画像処理コンピュータは、短時間の処理テストには合格しても、ストレージがすぐにいっぱいになったり、必要な書き込み速度を維持できなかったりすると、プロジェクトに失敗する可能性があります。

このファンレス産業用PCを評価する価値があるのはどのような場合か

境界付き検査セル

このモデルは、明確に定義されたカメラインターフェース、適度な処理負荷、およびローカルでの結果処理機能を備えたプロトタイプとして有力な候補です。例としては、存在確認、位置確認、コードまたはラベルの検証、その他の検査タスクなどが挙げられ、これらのタスクの実際のソフトウェアはハードウェア上でベンチマークテストを行うことができます。

これらは市場適合性に関する仮説であり、Univitechの導入完了事例や性能保証ではありません。

ビジョンと機械通信

USB、デュアルLAN、シリアルポートの組み合わせにより、システムインテグレーターはカメラのデータ収集、プラントネットワーク、PLC通信、サービス周辺機器を1台のコンピュータで計画することが可能になります。ただし、各経路については、プロトコル、ドライバ、および電気的要件を確認する必要があります。

マシン側またはキャビネット側のコンピューティング

243×144×66mmの筐体、デスクトップまたは壁面取り付け、9～30V DC入力は、多くの機械レイアウトの検討に対応できます。筐体設計を確定する前に、取り付け面、コネクタのクリアランス、接地、入力過渡現象、熱流、および保守アクセスを確認してください。

異なる構成を要求するタイミング

プロジェクトが以下の要件を満たす場合に、エンジニアリングの実現可能性に関する議論を開始してください。

• カメラの台数を増やすか、総帯域幅を増やすか。
• 独立したGPUまたはAIアクセラレータ。
• PoEカメラ電源;
• フレームグラバーまたは専用インターフェースカード。
• メモリ容量の増強、あるいは別のストレージアーキテクチャの導入。
• 最新のオペレーティングシステムとビジョンSDKの組み合わせ。
• 別の取り付け方法または電源装置、または
• 環境または規制に関する資格を証明する書類。

次に取るべき正しいステップは、標準のMPC-2018Lで対応できると主張することではありません。部品表とタイミング目標値を提示し、Univitechが別の構成を評価できるようにすることです。

マシンビジョンに関する見積依頼チェックリスト

送信：

• カメラのメーカー、モデル、カウント数、インターフェース。
• 解像度、ピクセルフォーマット、フレームレート、トリガーモード。
• 照明コントローラーおよびトリガーハードウェア。
• 画像処理ソフトウェア、SDK、およびオペレーティングシステムのバージョン。
• アルゴリズムの種類と最大サイクル時間。
• GPU、アクセラレータ、またはフレームグラバーの要件。
• PLC、フィールドバス、シリアル入出力、結果入出力。
• 画像の保存、書き込み速度、および保持期間。
• ディスプレイおよびリモートアクセスに関するニーズ。
• 取り付け、電源、およびキャビネットの状態。
• 試作品の数量、量産数量、仕向地、および必要書類。

実際のカメラ、ソフトウェア、最悪のケースの画像を使用したサンプルテストは、大量注文の前に実施する必要があります。Univitech はまた、 カスタマイズされた構成 標準のインターフェース、コンピューティング、またはストレージプランが、あくまでもほぼ適合する場合。

よくある質問

ファンレスPCは、マシンビジョンに自動的に適していると言えるのでしょうか？

いいえ。ファンレス構造はハードウェア設計上の選択肢の一つに対応しますが、マシンビジョンへの適合性は、カメラの帯域幅、ソフトウェア負荷、メモリ、ストレージ、I/O、およびサイクルタイムに依存します。

MPC-2018LはUSB3またはギガビットイーサネットカメラに接続できますか？

USB 3.0ポートとデュアルギガビットLANハードウェアを搭載しており、これらのカメラパスでの評価が可能です。カメラの規格、コントローラ、SDK、ドライバ、ケーブル、および持続データレートを確認してください。

MPC-2018Lには専用GPUが搭載されていますか？

この構成では、専用GPUの搭載は確認されていません。GPUアクセラレーションを必要とするプロジェクトは、別の構成を検討するために、モデル、電力、および性能要件を提示してください。

購入者はビジョン対応PCをどのようにテストすべきでしょうか？

実際のカメラ、制作ソフトウェア、最悪のシナリオを想定した画像、バックグラウンドサービス、ネットワークトラフィック、ストレージへの書き込みなどを用いて、最大サイクル時間と復旧動作を測定します。

カスタムビジョンPCに関する打ち合わせには、何を送付すればよいでしょうか？

カメラの部品表、撮影レート、ソフトウェア構成、タイミング予算、ストレージ計画、機器の入出力、取り付け方法、電源、数量、および配送先を送付してください。