Cómo seleccionar interfaces de cámara industrial en visión por computadora?

¿Cuánto sabes sobre interfaces de cámaras industriales? Las interfaces comunes de cámaras industriales se pueden dividir en varios tipos, incluidos Gigabit Ethernet (GigE), 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), USB3.0, USB2.0, CameraLink y CoaXPress. ¿Cuáles son las diferencias entre ellos y cómo deberíamos hacer selecciones?

La interfaz más utilizada es Gigabit Ethernet (GigE), favorecida por su accesibilidad y disponibilidad universal. Es adecuada para aplicaciones de resolución media y alta tasa de cuadros s, podría soportar distancias de transmisión hasta 100 metros sin repetidores (extensible con potenciadores de señal) y ofrecer velocidades de hasta 1 Gbps. Con fuertes capacidades anti-interferencia, satisface la mayoría de los requisitos de aplicaciones industriales.

Su versión mejorada, 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), ofrece mejoras de velocidad diez veces mayores (10 Gbps) mientras mantiene características similares a las de GigE. Puede alcanzar 30 metros sobre cables de cobre estándar; la fibra óptica se extiende a 10+ kilómetros (con convertidores).  Esta interfaz es ideal para usuarios que priorizan la transmisión de alta velocidad mientras permanecen atentos al costo. Puede usarse en a nálisis de movimiento de alta velocidad, imagen 4K/8K y sistemas de sincronización multi-cámara a gran escala que requieren un ancho de banda extremo.

Las interfaces USB3.0 alcanzan velocidades de 3 Gbps pero sufren de limitaciones inherentes del USB: un débil rendimiento anti-interferencia y una longitud máxima recomendada de cable de 5 metros (más allá de la cual se vuelven frecuentes la pérdida de paquetes y las caídas de fotogramas). Es un nti- yo nterferencia c apacidad es  m oderada, protocolos de señal mejorados pero escudo limitado en el cable.  A pesar de estos inconvenientes, su ubiquidad asegura una amplia adopción industrial. Es adecuado para Inspección industrial de velocidad media, imagen médica, investigación de laboratorio y escenarios que requieren una implementación flexible.

USB2.0 ofrece una velocidad teórica máxima de 480 Mbps (megabits por segundo), lo cual es significativamente más lento que interfaces modernos como USB3.0 o GigE. Esto lo hace adecuado solo para aplicaciones de imagen con baja resolución o baja tasa de fotogramas.  Su longitud efectiva de cable está limitada a aproximadamente 3-5 metros sin degradación de señal.  Debido a su bajo costo y facilidad de conexión plug-and-play, USB 2.0 sigue siendo relevante en aplicaciones no críticas, conscientes del presupuesto, como sistemas de inspección básicos, configuraciones educativas o equipos heredados donde las demandas de velocidad son mínimas.

CameraLink admite la transferencia de datos de alta velocidad, con configuraciones que van desde Base (2,04 Gbps) hasta Deca (6,8 Gbps). Aunque es más rápido que GigE o USB, ahora es superado por CoaXPress (CXP).  Utilizando capturadores de cuadros dedicados y cables coaxiales, CameraLink puede lograr una transmisión estable hasta 10 metros. Sin embargo, distancias más largas requieren repetidores o convertidores de fibra óptica, aumentando la complejidad y el costo.  Diseñado para uso industrial, CameraLink proporciona una sólida resistencia a la EMI mediante cables blindados y señal diferencial, lo que lo hace confiable en entornos adversos.  Una vez el estándar de oro para la imagen en alta velocidad, CameraLink sigue siendo utilizado en sistemas heredados o aplicaciones que requieren velocidades moderadas con una latencia determinista, como la inspección de semiconductores, sistemas de cintas transportadoras de alta velocidad, o escenarios donde actualizar a CXP es prohibitivamente costoso.

Finalmente, la cada vez más popular interfaz CoaXPress (CXP) se destaca por sus aplicaciones de ultra-alta velocidad. Con una capacidad de superar los 50 Gbps, se ha vuelto esencial para escenarios de ultra-alta resolución que involucran decenas o cientos de megapíxeles. Su aparición ha hecho que interfaces de alta velocidad anteriormente dominantes, como CameraLink, parezcan inferiores. Cuando las restricciones presupuestarias son mínimas y la extrema velocidad es prioritaria, CXP surge como la elección óptima.

¿Entonces, cómo elegir las interfaces de cámaras industriales en un sistema de visión por computadora? Es depende de equilibrando  velocidad , distancia , demandas ambientales , y presupuesto . Como presupuesto-consciente generalmente utiliza interfaz Gige o interfaz USB3.0. Aplicaciones de alta velocidad o alta resolución podrían utilizar interfaz 10-Gige o interfaz CXP. Sistemas heredados o de baja latencia podrían utilizar interfaz CameraLink. Tareas de bajo costo y no críticas podrían utilizar interfaz USB 2.0.