Jak wybrać interfejsy kamer przemysłowych w wizji maszynowej?

Ile wiesz o interfejsach kamer przemysłowych? Popularne interfejsy kamer przemysłowych mogą być podzielone na różne typy, w tym Gigabit Ethernet (GigE), 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), USB3.0, USB2.0, CameraLink oraz CoaXPress. Jakie są różnice między nimi i jak należy dokonać wyboru?

Najczęściej używanym interfejsem jest Gigabit Ethernet (GigE), który cieszy się popularnością dzięki swojej dostępnej cenie i powszechnemu dostępowi. Jest on odpowiedni do zastosowań o średnim rozdzielczości i wysokim tempie klatek. s, mogłyby obsługuje transmisje na odległość do 100 metrów bez powtarzaczy (rozszerzalne za pomocą wzmacniaczy sygnału) i zapewnia prędkości do 1 Gbps. Dzięki silnym możliwościami antywymuszającym, spełnia większość wymagań przemysłowych aplikacji.

Jego ulepszona wersja, 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), oferuje dziesięciokrotne poprawy prędkości (10 Gbps), jednocześnie zachowując podobne cechy do GigE. Może osiągnąć 30 metrów przez standardowe kabły miedziane; optyka rozszerza się do 10+ kilometrów (za pomocą konwerterów).  Ten interfejs jest idealny dla użytkowników, którzy priorytetyzują szybką transmisję, pozostając przy tym świadomi kosztów. Może być używane w h igh-speed analizie ruchu, obrazach 4K/8K oraz systemach synchronizacji wielu kamer na dużą skalę, które wymagają ekstremalnego przepustowości.

Interfejsy USB3.0 osiągają prędkości 3 Gbps, ale cierpią na wrodzone ograniczenia USB: słaba odporność na zakłócenia i zalecana maksymalna długość kabla 5 metrów (poza którą utrata pakietów i spadki ramki stają się częste). To nti- i nterferencja c zdolność jest  m umiarkowany, ulepszono protokoły sygnałowe, ale ograniczona ochrona przewodów.  Pomimo tych wad, ich powszechność zapewnia szeroką adopcję w przemyśle. Jest odpowiednie dla Inspekcji przemysłowej średniej prędkości, medycznej diagnostyki obrazowej, badań laboratoryjnych oraz sytuacji wymagających elastycznego wdrożenia.

USB2.0 oferuje maksymalną teoretyczną prędkość 480 Mbps (megabitów na sekundę), co jest znacznie wolniejsze niż nowoczesne interfejsy, takie jak USB3.0 lub GigE. Sprawia to, że nadaje się tylko do zastosowań w obrazach o niskiej rozdzielczości lub niskiej liczbie klatek na sekundę.  Jego efektywna długość kabla jest ograniczona do około 3–5 metrów bez degradacji sygnału.  Z powodu niskiego kosztu i wygody plug-and-play, USB2.0 pozostaje aktualny w zastosowaniach niekrytycznych, świadomych budżetu, takich jak podstawowe systemy inspekcji, ustawienia edukacyjne lub sprzęt starszy, gdzie wymagania dotyczące prędkości są minimalne.

CameraLink obsługuje szybkie przesyłanie danych, z konfiguracjami od Base (2,04 Gbps) do Deca (6,8 Gbps). Choć szybszy niż GigE lub USB, jest teraz przewyższy przez CoaXPress (CXP).  Korzystając z dedykowanych grabberów ramki i kabli koaksjalnych, CameraLink może osiągnąć stabilną transmisję do 10 metrów. Jednak dłuższe odległości wymagają powtarzaczy lub konwerterów światłowodowych, co zwiększa złożoność i koszt.  Zaprojektowane dla użytku przemysłowego, CameraLink zapewnia odporność na EMI dzięki tarczanym przewodom i różnicowemu sygnalizowaniu, co czyni je niezawodnym w surowych warunkach.  Kiedyś złoty standard wysokiej prędkości rejestrowania obrazu, CameraLink jest nadal używany w systemach starszych generacji lub aplikacjach wymagających umiarkowanych prędkości z deterministyczną opóźnieniem, takich jak inspekcja półprzewodników, szybkie systemy konwejerskie lub sytuacje, w których uaktualnienie do CXP byłoby kosztowne.

Wreszcie, coraz bardziej popularny interfejs CoaXPress (CXP) wyróżnia się w aplikacjach ultra-wysokiej prędkości. Potrafiący przekroczyć 50 Gbps stał się kluczowy w sytuacjach ultra-wysokiej rozdzielczości obejmujących dziesiątki lub setki megapikseli. Jego pojawienie się sprawiło, że wcześniej dominujące interfejsy wysokiej prędkości, takie jak CameraLink, wydają się mniej znaczące. Gdy ograniczenia budżetowe są niewielkie, a ekstremalna prędkość ma pierwszeństwo, CXP staje się najlepszym wyborem.

Więc jak wybrać interfejsy kamer przemysłowych w systemie widzenia maszynowego? On zależy od równowaga  prędkość , odległość , wymagania środowiskowe , oraz budżet . Jak świadomy budżetu, geralnie używa interfejsu Gige lub USB3.0. Aplikacje wysokiej prędkości lub wysokiej rozdzielczości mogą korzystać z interfejsu 10-Gige lub CXP. Systemy starsze lub niskolatencyjne mogą używać interfejsu CameraLink. Niskokosztowe i niekrytyczne zadania mogą korzystać z interfejsu USB 2.0.