Cámaras industriales: tipos y funcionamiento

Las cámaras industriales son un elemento de los sistemas de visión artificial que se utilizan tanto para las líneas de montaje como para los sistemas de seguridad de las empresas, instituciones u organizaciones de trabajo. Para categorizar las cámaras industriales, debemos saber distinguir primero los tipos de cámara que existen: cámaras de visión artificial y  cámaras de visión convencional.

Las cámaras industriales se encuentran en el primer grupo y funcionan de tal manera que, a través de un determinado tipo de óptica, una cámara captura la imagen que le proyecta un sensor y después la transfiere a un sistema electrónico para que se pueda procesar, analizar y visualizar.
Las cámaras industriales han sufrido una evolución importante y rápida a lo largo de las últimas décadas y la gran mayoría están provistas de tecnología CCD (charge-coupled device) y CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor).

¿Qué tipos de cámara industrial existen y cómo funcionan?

Podemos encontrar una gran variedad de cámaras industriales en el mercado, en algunos casos, incluso comparten elementos en común. Sin embargo, siempre vamos a encontrar un elemento que las diferencie y las clasifique en cámaras de una clase u otra.

Cámaras matriciales:

También se las cataloga como cámaras “de área”. Este tipo de dispositivo elabora una imagen gracias a un sensor que cubre un área o matriz de píxeles determinada. Aunque tradicionalmente la relación de aspecto del tipo de imagen que crean las cámaras matriciales era de 4:3 (como herencia de las cámaras Vidicón y del formato que se utilizaba en cine y televisión) en la actualidad, estos dispositivos se han adaptado a los nuevos formatos de alta definición como el 16:9.

Cámaras lineales:

Estos instrumentos construyen la imagen línea a línea a través de un sensor lineal, que puede tener entre 512 y 16.000 píxeles. Cuantos más píxeles tenga el sensor, mayor cantidad de luz recogerá. A mayor cantidad de luz captada, mejor será la imagen que se cree. Para que esto suceda, pueden darse dos escenarios: que la cámara lineal se desplace con respecto al objeto o que sea el objeto el que se mueva con respecto a la cámara. Esta acción se llama barrido.

Cámaras de alta velocidad:

Debido a la automatización de los procesos de producción, cada vez se hacen productos a mayor velocidad y en menos tiempo. Como consecuencia de esto, las cámaras digitales convencionales no son capaces de capturar la imagen del proceso a una velocidad tan alta. Por el contrario, las cámaras de alta velocidad pueden capturar desde 100 hasta 1.000.000 de fotogramas por segundo y, además, reproducir la imagen en cámara lenta para un mejor análisis posterior.
Sectores como la industria automovilística, la investigación, la ciencia o el entretenimiento utilizan cada vez más este tipo de tecnología, de la que podemos destacar las técnicas de binning, doble velocidad, barrido parcial o sensor multitap.

Cámaras 3D:

Las fotografías en 3D cada vez son más requeridas en el sector industrial debido al tratamiento exquisito de la imagen. Algunas de estas cámaras pueden realizar hasta 30.000 perfiles por segundo. Las cámaras 3D intentan producir la misma imagen en tres dimensiones que nuestro cerebro crea a partir de la visión binocular. Algunas incluso ofrecen múltiples funcionalidades como forma e imagen 3D y nivel de grises al mismo tiempo y en la misma fotografía.

Cámaras infrarrojas:

Estas cámaras trabajan más allá del espectro de luz visible, que es el espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. Se encuentra entre los 380 y los 750 nanómetros. Cuando las ondas superan los 750 nanómetros, se considera luz infrarroja y es invisible al ojo humano. Asimismo, el espectro de la luz infrarroja mide entre 900 y 14.000 nanómetros y se divide en varias bandas. Las cámaras infrarrojas son capaces de detectar las ondas que miden entre los 900 y los 5.000 nanómetros gracias a los materiales de los que está fabricado el sensor.

Existen dos tipos de cámara infrarroja, las que cubren la banda SWIR (Short-Wavelength InfraRed) y las que cubren la banda MWIR (Mid-Wavelength InfraRed)

Cámaras térmicas:

Aunque pertenece a la familia de las cámaras infrarrojas, las cámaras térmicas detectan la banda de luz infrarroja que mide entre 8.000 y 14.000 nanómetros, científicamente llamada LWIR (Long-Wavelength InfraRed). Se distinguen de las anteriores en que estas captan también la radiación de la banda.

Todos los seres y objetos emitimos una radiación infrarroja debido al calor corporal por lo que estas cámaras pueden detectarnos gracias a la temperatura de nuestros cuerpos. Además, pueden medir la temperatura corporal si son debidamente calibradas y preparadas para ello. La demanda de las cámaras térmicas ha aumentado a lo largo de los últimos años y sobre todo en 2020, después de la aparición de la CO-VID 19.

Cámaras panorámicas o de visión 360:

Las cámaras de 360 grados construyen una visión de conjunto del lugar donde han sido colocadas. No sólo podemos tener una imagen panorámica de calidad del lugar, sino que además, pueden verse las pequeñas partes que la componen sin perder la calidad de la imagen. Empresas como Google utilizan frecuentemente estas cámaras para las distintas aplicaciones que ofrecen. Un ejemplo de ello es Google Maps.

Cámaras UAV:

Puede que las siglas UAV (Unmanned Aerical Vehicle) o las VANT (Vehículo Aéreo No Tripulado) no te suenen pero, si hablamos de un dron, entonces los UAV y las cámaras que les son instaladas nos resulten más familiares. Estos dispositivos pueden incorporar cámaras de mayor o menor tamaño y calidad que ayudan a las empresas y organizaciones a obtener una visión mucho más amplia que otro tipo de cámaras industriales. No es extraño que cada vez más gobiernos de distintos países recurran a las cámaras UAV como parte de su sistema de seguridad y defensa.