Как выбрать интерфейсы промышленных камер в машинном зрении?

Сколько вы знаете о промышленных интерфейсах камер? Распространенные промышленные интерфейсы камер можно разделить на различные типы, включая Гигабитный Этернет (GigE), 10-Гигабитный Этернет (10-GigE), USB3.0, USB2.0, CameraLink и CoaXPress. В чем между ними различия и как нам делать выбор?

Наиболее широко используемым интерфейсом является Гигабитный Этернет (GigE), который ценится за свою доступность и универсальную распространенность. Он подходит для приложений со средним разрешением и высокой частотой кадров s, could поддерживает расстояния передачи до 100 метров без повторителей (расширяемые с помощью усилителей сигнала) и обеспечивает скорость до 1 Гбит/с. С хорошими антимеханическими характеристиками, он удовлетворяет большинство требований промышленных приложений.

Его обновленная версия, 10-Гигабитный Этернет (10-GigE), предлагает десятикратное увеличение скорости (10 Гбит/с), сохраняя при этом схожие характеристики с GigE. Оно может достичь 30 метров по стандартным медным кабелям; оптические волокна расширяют до 10+ километров (с конвертерами).  Этот интерфейс идеально подходит для пользователей, которые ценят высокоскоростную передачу данных и при этом остаются внимательными к стоимости. Оно может использоваться в высокоскоростном анализе движения, съемке 4K/8K и крупных многокамерных системах синхронизации, требующих экстремальной пропускной способности.

Интерфейсы USB3.0 достигают скорости 3 Гбит/с, но страдают от присущих USB ограничений: слабая устойчивость к помехам и рекомендуемая максимальная длина кабеля 5 метров (за которой часто происходят потеря пакетов и выбросы кадров). Это nti- я nterference c apability iS  м умеренная, улучшенные сигнальные протоколы, но ограниченная защита кабеля.  Несмотря на эти недостатки, их распространенность обеспечивает широкое промышленное применение. Подходит для Индустриального контроля средней скорости, медицинской визуализации, лабораторных исследований и сценариев, требующих гибкого развертывания.

USB2.0 предлагает максимальную теоретическую скорость 480 Мбит/с (мегабит в секунду), что значительно медленнее современных интерфейсов, таких как USB3.0 или GigE. Это делает его подходящим только для приложений с низким разрешением или низкой частотой кадров.  Эффективная длина кабеля ограничена примерно 3–5 метрами без ухудшения сигнала.  Благодаря низкой стоимости и простоте подключения, USB2.0 остается актуальным для некритичных приложений с ограниченным бюджетом, таких как базовые системы инспекции, учебные установки или устаревшее оборудование, где требования к скорости минимальны.

CameraLink поддерживает высокоскоростной обмен данными, с конфигурациями от Base (2,04 Гбит/с) до Deca (6,8 Гбит/с). Хотя он быстрее, чем GigE или USB, сейчас он уступает CoaXPress (CXP).  Используя специальные захватчики кадров и коаксиальные кабели, CameraLink может обеспечивать стабильную передачу данных на расстояние до 10 метров. Однако для более длинных дистанций требуются повторители или оптические преобразователи, что увеличивает сложность и стоимость.  Спроектированный для промышленного использования, CameraLink обеспечивает надежную защиту от ЭМИ благодаря экранированным кабелям и дифференциальному сигнальному режиму, что делает его надежным в суровых условиях.  Будучи некогда золотым стандартом для высокоскоростной съемки, CameraLink все еще используется в устаревших системах или приложениях, требующих умеренных скоростей с детерминированной задержкой, таких как инспекция полупроводников, высокоскоростные конвейерные системы или ситуации, где обновление до CXP экономически нецелесообразно.

Наконец, все более популярный интерфейс CoaXPress (CXP) выделяется благодаря сверхвысокой скорости. Способный превышать 50 Гбит/с, он стал необходимым для сверхвысокоразрешающих сценариев с десятками или сотнями мегапикселей. Его появление заставило ранее доминирующие высокоскоростные интерфейсы, такие как CameraLink, выглядеть бледно. Когда бюджетные ограничения минимальны, а экстремальная скорость имеет первостепенное значение, CXP становится оптимальным выбором.

Так как выбрать интерфейсы промышленных камер в системе машинного зрения? Это зависит от соблюдение баланса  скорость , расстояние , экологические требования , и бюджет . Как правило, при ограниченном бюджете используется интерфейс Gige или USB3.0. Приложения с высокой скоростью или высоким разрешением могут использовать интерфейс 10-Gige или CXP. Устаревшие или системы с низкой задержкой могут использовать интерфейс CameraLink. Недорогие и некритичные задачи могут использовать интерфейс USB 2.0.