Comment sélectionner les interfaces de caméra industrielle en vision par ordinateur ?

Combien savez-vous sur les interfaces de caméras industrielles ? Les interfaces de caméras industrielles courantes peuvent être divisées en plusieurs types, y compris Gigabit Ethernet (GigE), 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), USB3.0, USB2.0, CameraLink et CoaXPress. Quelles sont les différences entre elles et comment devrions-nous faire nos choix ?

L'interface la plus largement utilisée est le Gigabit Ethernet (GigE), appréciée pour sa faible coût et sa disponibilité universelle. Elle convient aux applications de moyenne résolution et à haut débit. s, pourrait prendre en charge des distances de transmission jusqu'à 100 mètres sans répéteurs (extensible avec des amplificateurs de signal) et offrir des vitesses allant jusqu'à 1 Gbps. Avec d'excellentes capacités anti-interférences, elle répond à la plupart des exigences des applications industrielles.

Sa version améliorée, le 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), offre une amélioration de vitesse dix fois supérieure (10 Gbps) tout en maintenant des caractéristiques similaires au GigE. Il peut atteindre 30 mètres sur des câbles en cuivre standard ; les fibres optiques s'étendent jusqu'à 10+ kilomètres (avec des convertisseurs).  Cette interface est idéale pour les utilisateurs qui privilégient le transfert haute vitesse tout en restant attentifs aux coûts. Il peut être utilisé en h aute-vitesse pour l'analyse de mouvement, l'imagerie 4K/8K et les systèmes de synchronisation multi-caméras à grande échelle nécessitant une bande passante extrême.

Les interfaces USB3.0 atteignent des vitesses de 3 Gbps mais souffrent des limitations inhérentes à l'USB : une faible performance anti-interférences et une longueur maximale recommandée de câble de 5 mètres (au-delà de laquelle les pertes de paquets et les chute d'images deviennent fréquentes). C'est un nti- je nterférence c apacité est  m modérée, protocoles de signal améliorés mais blindage limité du câble.  Malgré ces inconvénients, leur ubiquité garantit une adoption industrielle généralisée. Il est adapté pour L'inspection industrielle à vitesse moyenne, l'imagerie médicale, la recherche en laboratoire et les scénarios nécessitant un déploiement flexible.

USB 2.0 offre une vitesse théorique maximale de 480 Mbps (mégabits par seconde), ce qui est significativement plus lent que les interfaces modernes comme USB 3.0 ou GigE. Cela le rend adapté uniquement pour des applications d'imagerie à faible résolution ou à faible taux d'images par seconde.  Sa longueur de câble effective est limitée à environ 3 à 5 mètres sans dégradation du signal.  En raison de son faible coût et de sa facilité d'utilisation plug-and-play, USB 2.0 reste pertinent pour des applications non critiques, axées sur le budget, telles que les systèmes d'inspection de base, les configurations éducatives ou les équipements hérités où les exigences en matière de vitesse sont minimales.

CameraLink prend en charge le transfert de données à haute vitesse, avec des configurations allant de Base (2,04 Gbps) à Deca (6,8 Gbps). Bien qu'il soit plus rapide que GigE ou USB, il est désormais surpassé par CoaXPress (CXP).  En utilisant des cartes grabs dédiées et des câbles coaxiaux, CameraLink peut atteindre une transmission stable jusqu'à 10 mètres. Cependant, des distances plus longues nécessitent des répétiteurs ou des convertisseurs à fibres optiques, augmentant ainsi la complexité et le coût.  Conçu pour un usage industriel, CameraLink offre une résistance robuste aux perturbations électromagnétiques grâce à des câbles blindés et une signalisation différentielle, ce qui le rend fiable dans des environnements difficiles.  Autrefois le standard incontournable pour l'imagerie haute vitesse, CameraLink est encore utilisé dans les systèmes hérités ou les applications nécessitant des vitesses modérées avec une latence déterministe, telles que l'inspection de semi-conducteurs, les systèmes de convoyeurs à haute vitesse, ou les scénarios où un passage au CXP serait trop coûteux.

Enfin, l'interface CoaXPress (CXP), de plus en plus populaire, se distingue pour les applications ultra-rapides. Capable de dépasser 50 Gbps, elle est devenue essentielle pour les scénarios ultra-haute résolution impliquant des dizaines ou des centaines de mégapixels. Son apparition a rendu les interfaces hautes vitesses précédemment dominantes comme CameraLink bien moins performantes. Lorsque les contraintes budgétaires sont minimes et que la vitesse extrême est primordiale, le CXP émerge comme le choix optimal.

Alors, comment choisir les interfaces des caméras industrielles dans un système de vision par machine ? Il dépend de équilibrer  vitesse , distance , exigences environnementales , et le budget . Comme les utilisateurs ayant une approche budgétaire, ils utilisent généralement l'interface Gige ou l'interface USB3.0. Les applications à haute vitesse ou haute résolution peuvent utiliser l'interface 10-Gige ou l'interface CXP. Les systèmes hérités ou à faible latence peuvent utiliser l'interface CameraLink. Les tâches à faible coût et non critiques peuvent utiliser l'interface USB 2.0.