Jak vybrat rozhraní průmyslové kamery v strojovém vidění?

Jak moc víte o průmyslových rozhraních kamer? Běžná průmyslová rozhraní kamer lze rozdělit do různých typů, včetně Gigabit Ethernet (GigE), 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), USB3.0, USB2.0, CameraLink a CoaXPress. Jaké jsou rozdíly mezi nimi a jak máme dělat volbu?

Nejvíce šířené rozhraní je Gigabit Ethernet (GigE), oblíbené pro svou dostupnost a univerzální dostupnost. Je vhodné pro aplikace středního rozlišení a vysokého počtu snímků za sekundu. s, mohla podporovat vzdálenosti přenosu až 100 metrů bez opakovačů (rozšiřitelné pomocí signálních zvýšovačů) a dosahovat rychlosti až 1 Gbps. S vysokou odolností proti rušení vyhovuje většině průmyslových požadavků.

Jeho upgradovaná verze, 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), nabízí desetinásobné zlepšení rychlosti (10 Gbps), zatímco zachovává podobné vlastnosti jako GigE. Může dosáhnout 30 metrů přes standardní měděné kabely; optické vlákno se prodlužuje na 10+ kilometrů (s konvertory).  Toto rozhraní je ideální pro uživatele, kteří dávají přednost vysokorychlostnímu přenosu a zároveň dbají na náklady. Může být použito v h igh-speed pohybové analýze, snímání v rozlišení 4K/8K a ve velkých systémech s více kamery vyžadujících extrémní propustnost.

USB3.0 rozhraní dosahují rychlostí 3 Gbps, ale trpí vrozenými omezeními USB: slabá odolnost proti rušení a doporučená maximální délka kabelu 5 metrů (za kterou častěji nastávají ztráty paketů a vynechání snímků). Je to nti- já nterference c apability iS  m oderátní, vylepšené signálové protokoly, ale omezené štítící schopnosti kabelu.  Přestože mají tyto nedostatky, jejich široké rozšíření zajišťuje rozsáhlé průmyslové využití. Je vhodné pro Prostřední rychlostní průmyslovou kontrolu, lékařské snímání, výzkum v laboratoři a scénáře vyžadující flexibilní nasazení.

USB2.0 nabízí maximální teoretickou rychlost 480 Mbps (megabitů za sekundu), což je významně pomalejší než moderní rozhraní jako USB3.0 nebo GigE. To ho činí vhodným pouze pro aplikace s nízkým rozlišením nebo nízkou frekvencí snímků.  Jeho účinná délka kabelu je omezena přibližně na 3–5 metrů bez degradace signálu.  Díky nízké nákladnosti a jednoduchosti připojení plug-and-play zůstává USB2.0 relevantním v nepodstatných aplikacích, kde je důležitá cena, jako jsou základní inspekční systémy, vzdělávací zařízení nebo starší vybavení, kde požadavky na rychlost jsou minimální.

CameraLink podporuje přenos dat vysoké rychlosti s konfiguracemi dosahujícími od Base (2,04 Gbps) po Deca (6,8 Gbps). I když je rychlejší než GigE nebo USB, nyní je překonán CoaXPress (CXP).  Pomocí specializovaných frame grabberů a koaxiálních kabelů může CameraLink dosáhnout stabilního přenosu až do vzdálenosti 10 metrů. Nicméně delší vzdálenosti vyžadují opakovače nebo optické konvertory, což zvyšuje složitost a náklady.  Navržený pro průmyslové použití, CameraLink poskytuje spolehlivou odolnost proti elektromagnetickému rušení díky štítěným kabelům a diferenciálnímu signálu, čímž je spolehlivý v náročných prostředích.  Jednou býval zlatým standardem pro vysokorychlostní snímání, CameraLink se stále používá v starších systémech nebo aplikacích vyžadujících umírněné rychlosti s deterministickou latencí, jako je inspekce polovodičů, vysokorychlostní dopravní systémy nebo scénáře, kde je upgradnutí na CXP finančně nesplatné.

Nakonec CoaXPress (CXP) rozhraní, které se stává stále populárnějším, vyniká ve velmi vysokorychlostních aplikacích. S možností překročit 50 Gbps se stalo nezbytným pro ultra vysokorozlišnostní scénáře s desítkami nebo stovek megapixelů. Jeho objevení způsobilo, že dříve dominantní vysokorychlostní rozhraní jako CameraLink působí vedle něj pomaleji. Když jsou rozpočtové omezení minimální a extrémní rychlost je prioritní, CXP se ukazuje jako optimální volba.

Tak jak zvolit rozhraní průmyslových kamer v systému strojového vidění? To závisí na rovnováha  rychlost , vzdálenost , životní prostředí , a rozpočet . Pokud je potřeba dbát na rozpočet, obvykle se používá Gige rozhraní nebo USB3.0 rozhraní. Pro aplikace s vysokou rychlostí nebo vysokým rozlišením lze použít 10-Gige rozhraní nebo CXP rozhraní. Starší systémy nebo systémy s nízkou latencí mohou používat CameraLink rozhraní. Nekritické úlohy a levnější řešení mohou používat USB 2.0 rozhraní.