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用于機(jī)器視覺的USB3和GigE圖像采集卡

朗銳智科 ? 2024-07-30 16:27 ? 次閱讀

在本文中,我們將討論兩種平臺的USB3和GigE接口以及圖像采集卡,它們被普遍用于許多現(xiàn)代機(jī)器視覺系統(tǒng)。

我們將重點(diǎn)介紹這兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn),以及市場上針對這兩種平臺的比較好的圖像采集卡方案。我們還將深入研究USB和GigE的技術(shù)規(guī)格,討論這些平臺在機(jī)器視覺領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用的因素。

GigE Vision的歷史

千兆以太網(wǎng) (GigE) 視覺是一種可靠的機(jī)器視覺接口標(biāo)準(zhǔn),于2006年推出。在該標(biāo)準(zhǔn)推出之前,Camera Link 等數(shù)字接口以及標(biāo)準(zhǔn)模擬接口在機(jī)器視覺行業(yè)中很流行,但它們受到速度和/或電纜長度的限制。

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GigE Vision 通過使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)電纜并提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度解決了這些問題。這使得將機(jī)器視覺系統(tǒng)集成到工廠現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中變得更加容易,從而提高了其在工業(yè)和制造過程中的普及程度。

USB3 Vision 的歷史

直到2013年AIA推出該平臺后,USB3 Vision才開始出現(xiàn),該平臺基于成熟的計(jì)算機(jī)接口,圖像數(shù)據(jù)流傳輸速率為5 Gbit/秒。這為從事機(jī)器視覺項(xiàng)目的OEM和系統(tǒng)集成商提供了出色的省時、即插即用接口解決方案。

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如今,配備USB3接口的機(jī)器視覺相機(jī)已普遍普及,可提供高速數(shù)據(jù)傳輸、高圖像質(zhì)量和低延遲,以滿足工業(yè)和制造流程的需求。USB技術(shù)的不斷發(fā)展反過來可能會確保其在機(jī)器視覺領(lǐng)域以及標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)接口領(lǐng)域的相關(guān)性。

千兆以太網(wǎng)圖像采集卡

正如我們在本系列中迄今為止所討論的那樣,圖像采集器是一種硬件設(shè)備,用于在機(jī)器視覺相機(jī)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間創(chuàng)建接口,以促進(jìn)機(jī)器視覺成像。它們使用卡上處理將圖像數(shù)據(jù)從相機(jī)傳輸?shù)接?jì)算機(jī),就GigE視覺而言,它們專門設(shè)計(jì)用于GigE機(jī)器視覺相機(jī),后者使用以太網(wǎng)式RJ-45連接器,通常使用CAT5e和CAT6a電纜來高速傳輸數(shù)據(jù)。

GigE圖像采集卡通常用于機(jī)器視覺應(yīng)用,例如工業(yè)自動化、質(zhì)量控制和檢測系統(tǒng)。它們與圖像處理軟件配合使用,可以分析和解釋相機(jī)捕獲的圖像數(shù)據(jù)。

USB3圖像采集卡

和GigE圖像采集卡一樣,USB3圖像采集卡將圖像數(shù)據(jù)從USB3相機(jī)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。由于兩種接口均符合GenICam標(biāo)準(zhǔn),即插即用功能使這兩種選擇對OEM和系統(tǒng)集成商都具有吸引力。但有趣的比較不在于這兩種圖像采集卡之間的相似之處,而在于它們之間的差異。

GigE和USB3圖像采集器之間的差異

那么,GigE和USB3圖像采集卡之間的主要區(qū)別是什么?

電纜距離

USB3和GigE Vision圖像采集卡之間的主要區(qū)別在于距離限制。USB3.1 Gen1適合5米長的電纜,而Gen2將此限制推高至10米。對于相機(jī)和系統(tǒng)位于同一臺機(jī)器、外殼或站點(diǎn)的應(yīng)用來說,這已經(jīng)足夠了,但可能會限制那些希望在電纜上增加距離的人。

GigE Vision的遠(yuǎn)距離性能是USB3 Vision所不具備的。GigE、5GigE 和 10GigE 均可在100米以內(nèi)的距離提供快速、可靠的成像。25GigE級別真正突破了可能性的界限,它能夠從10公里以內(nèi)的相機(jī)提供高帶寬圖像流。

帶寬

在較低級別,USB3和GigE在帶寬方面實(shí)際上沒有太大區(qū)別。標(biāo)準(zhǔn)GigE提供1Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度,這是本次比較中一個比較低的,因此適用于帶寬要求比較低的機(jī)器視覺應(yīng)用。在中間級別,USB3.1 Gen1和5GigE都提供5Gbps的圖像傳輸速度,而USB3.1 Gen2和10GigE則將標(biāo)準(zhǔn)提高了5Gbps。

這是USB3帶寬上限,也是GigE突破這一上限的地方。10GigE 和 25GigE 分別提供高達(dá) 10Gbps和25Gbps的帶寬,使其成為從事要求苛刻的工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用的高級用戶的理想選擇。

價格

當(dāng)然,性能與價格息息相關(guān)。USB3以適中的價格提供了上述所有功能,非常適合大多數(shù)用戶 - 它是一種成熟的接口,功能齊全,價格實(shí)惠。

GigE在其迭代中達(dá)到了同樣的目標(biāo),高可達(dá) 10GigE左右,隨著性能的提高,價格也隨之上漲。25GigE 價格昂貴,但對于嚴(yán)格的應(yīng)用來說卻具有突破性的強(qiáng)大功能。

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