Come selezionare le interfacce di telecamere industriali nella visione artificiale?

Quanto sai sugli interfacce di telecamere industriali? Le interfacce comuni per telecamere industriali possono essere divise in vari tipi, inclusi Gigabit Ethernet (GigE), 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), USB3.0, USB2.0, CameraLink e CoaXPress. Quali sono le differenze tra loro e come dovremmo fare le scelte?

L'interfaccia più diffusa è il Gigabit Ethernet (GigE), preferita per la sua accessibilità e disponibilità universale. È adatta per applicazioni con media risoluzione e alta velocità di fotogrammi s, potrebbe supportare distanze di trasmissione fino a 100 metri senza ripetitori (estendibili con booster) e offrire velocità fino a 1 Gbps. Con forti capacità antinterferenza, soddisfa la maggior parte dei requisiti delle applicazioni industriali.

La sua versione aggiornata, 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), offre un miglioramento della velocità dieci volte superiore (10 Gbps) mantenendo caratteristiche simili al GigE. Può raggiungere 30 metri su cavi in rame standard; la fibra ottica si estende a 10+ chilometri (con convertitori).  Questa interfaccia è ideale per gli utenti che danno priorità alla trasmissione ad alta velocità rimanendo comunque coscienziosi sui costi. Può essere usata in analisi di movimento ad alta velocità, imaging 4K/8K e sistemi di sincronizzazione multi-camera su larga scala che richiedono una banda estrema.

Le interfacce USB3.0 raggiungono velocità di 3 Gbps ma soffrono delle limitazioni intrinseche di USB: debole prestazione antinterferenza e lunghezza massima consigliata del cavo di 5 metri (oltre la quale si verificano spesso perdita di pacchetti e caduta di frame). È un nti- io nterferenza c apacità iS  m oderata, migliorati protocolli di segnale ma limitata protezione del cavo.  Nonostante questi svantaggi, la loro ubiquità garantisce un'ampia adozione industriale. È adatto per Ispezioni industriali a velocità media, imaging medico, ricerca in laboratorio e scenari che richiedono una distribuzione flessibile.

USB 2.0 offre una velocità teorica massima di 480 Mbps (megabit al secondo), che è significativamente più lenta delle interfacce moderne come USB 3.0 o GigE. Ciò la rende adatta solo per applicazioni di imaging con bassa risoluzione o con frame rate basso.  La sua lunghezza effettiva del cavo è limitata a circa 3-5 metri senza degrado del segnale.  Grazie al suo basso costo e alla comodità plug-and-play, USB2.0 rimane rilevante in applicazioni non critiche, orientate al budget, come sistemi di ispezione di base, ambienti educativi o attrezzature legacy dove le esigenze di velocità sono minime.

CameraLink supporta il trasferimento di dati ad alta velocità, con configurazioni che vanno da Base (2,04 Gbps) a Deca (6,8 Gbps). Sebbene più veloce di GigE o USB, è ora superato da CoaXPress (CXP).  Utilizzando acquisitori dedicati e cavi coassiali, CameraLink può raggiungere una trasmissione stabile fino a 10 metri. Tuttavia, per distanze maggiori sono necessari ripetitori o convertitori a fibra ottica, aumentando complessità e costo.  Progettato per l'uso industriale, CameraLink fornisce una robusta resistenza agli EMI attraverso cavi schermati e segnalazione differenziale, rendendolo affidabile in ambienti difficili.  Un tempo lo standard aureo per l'immagine ad alta velocità, CameraLink è ancora utilizzato nei sistemi ereditati o in applicazioni che richiedono velocità moderate con una latenza deterministica, come l'ispezione dei semiconduttori, i sistemi di nastro ad alta velocità o situazioni in cui l'aggiornamento a CXP risulta troppo costoso.

Infine, l'interfaccia CoaXPress (CXP) sempre più popolare si distingue per le applicazioni ad altissima velocità. In grado di superare i 50 Gbps, è diventata essenziale per scenari ad altissima risoluzione che coinvolgono decine o centinaia di megapixel. Il suo arrivo ha reso obsoleti gli standard ad alta velocità precedenti come CameraLink. Quando i vincoli di budget sono minimi e la velocità estrema è prioritaria, CXP emerge come la scelta ottimale.

Allora, come scegliere le interfacce delle telecamere industriali nel sistema di visione artificiale? Esso dipende da bilanciamento  velocità , distanza , richieste ambientali , e bilancio . Come orientato al risparmio si utilizza generalmente un'interfaccia Gige o un'interfaccia USB3.0. Un'applicazione ad alta velocità o con alta risoluzione potrebbe utilizzare un'interfaccia 10-Gige o CXP. I sistemi legacy o a basso ritardo potrebbero utilizzare un'interfaccia CameraLink. I compiti a basso costo e non critici potrebbero utilizzare un'interfaccia USB 2.0.