วิธีการเลือกอินเทอร์เฟซกล้องอุตสาหกรรมในระบบวิชั่นของเครื่องจักร?

คุณรู้เรื่องอินเทอร์เฟซกล้องอุตสาหกรรมมากแค่ไหน? อินเทอร์เฟซกล้องอุตสาหกรรมทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ ได้ เช่น Gigabit Ethernet (GigE), 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), USB3.0, USB2.0, CameraLink และ CoaXPress ความแตกต่างระหว่างพวกมันคืออะไร และเราควรเลือกอย่างไร?

อินเทอร์เฟซที่ใช้งานกันมากที่สุดคือ Gigabit Ethernet (GigE) เนื่องจากมีราคาไม่แพงและสามารถใช้งานได้ทั่วไป เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่มีความละเอียดปานกลางและอัตราเฟรมสูง s, could สนับสนุนการส่งข้อมูลได้ไกลถึง 100 เมตรโดยไม่ต้องใช้รีพีเตอร์ (สามารถขยายได้ด้วยเครื่องเพิ่มสัญญาณ) และให้ความเร็วสูงสุดถึง 1 กิกะบิตต่อวินาที ด้วยความสามารถในการต้านทานสัญญาณรบกวนที่แข็งแกร่ง ทำให้มันตอบโจทย์ความต้องการของแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมส่วนใหญ่

เวอร์ชันที่อัปเกรดแล้วคือ อีเธอเน็ตความเร็ว 10 กิกะบิต (10-GigE) มอบการปรับปรุงความเร็วเป็นสิบเท่า (10 Gbps) ในขณะที่ยังคงรักษาลักษณะเด่นเหมือนกับ GigE สามารถส่งข้อมูลได้ระยะทาง 30 เมตรผ่านสายเคเบิลทองแดงมาตรฐาน; การใช้ใยแก้วนำแสงสามารถขยายได้ถึง 10+ กิโลเมตร (พร้อมคอนเวอร์เตอร์)  อินเทอร์เฟซนี้เหมาะสำหรับผู้ใช้ที่ให้ความสำคัญกับการส่งข้อมูลความเร็วสูงในขณะที่ยังคำนึงถึงต้นทุน สามารถใช้งานใน h การวิเคราะห์การเคลื่อนที่ความเร็วสูง การถ่ายภาพ 4K/8K และระบบการจับเวลาแบบหลายกล้องขนาดใหญ่ที่ต้องการแบนด์วิดท์สูงมาก

อินเทอร์เฟซ USB3.0 สามารถบรรลุความเร็ว 3 Gbps แต่มีข้อจำกัดของ USB เอง เช่น ประสิทธิภาพการป้องกันการรบกวนอ่อนแอและความยาวเคเบิลสูงสุดที่แนะนำคือ 5 เมตร (เกินจากนี้จะทำให้เกิดการสูญเสียแพ็กเกจและการลดเฟรมบ่อยครั้ง) มัน a นติ- ฉัน การรบกวน c ความสามารถ คือ  m ปานกลาง ปรับปรุงโปรโตคอลสัญญาณแล้วแต่การป้องกันสายเคเบิลยังจำกัด  แม้ว่าจะมีข้อเสียเหล่านี้ ความแพร่หลายของพวกมันทำให้มีการใช้งานในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวาง เหมาะสำหรับ การตรวจสอบอุตสาหกรรมความเร็วปานกลาง การถ่ายภาพทางการแพทย์ การวิจัยในห้องปฏิบัติการ และสถานการณ์ที่ต้องการการปรับใช้อย่างยืดหยุ่น

USB2.0 มีความเร็วสูงสุดตามทฤษฎีอยู่ที่ 480 Mbps (เมกะบิตต่อวินาที) ซึ่งช้ากว่าอินเทอร์เฟซสมัยใหม่อย่าง USB3.0 หรือ GigE มาก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานด้านการถ่ายภาพที่มีความละเอียดต่ำหรือเฟรมเรตต่ำเท่านั้น  ความยาวสายเคเบิลที่มีประสิทธิภาพของมันจำกัดอยู่ที่ประมาณ 3–5 เมตรโดยไม่มีการเสื่อมสภาพของสัญญาณ  เนื่องจากมีต้นทุนต่ำและสะดวกในการใช้งานแบบเสียบแล้วใช้งานได้ทันที USB2.0 ยังคงมีความสำคัญในแอปพลิเคชันที่ไม่สำคัญ เช่น ระบบตรวจสอบพื้นฐาน การตั้งค่าสำหรับการศึกษา หรืออุปกรณ์เก่าที่ไม่ต้องการความเร็วสูง

CameraLink รองรับการโอนข้อมูลความเร็วสูง โดยมีการกำหนดค่าตั้งแต่ Base (2.04 Gbps) ไปจนถึง Deca (6.8 Gbps) แม้ว่าจะเร็วกว่า GigE หรือ USB แต่ก็ถูกเอาชนะโดย CoaXPress (CXP) ในปัจจุบัน  ด้วยการใช้เฟรมแกร็บเบอร์เฉพาะทางและสายเคเบิลโคแอ็กซ์ กล้อง CameraLink สามารถส่งข้อมูลได้อย่างเสถียรอยู่ที่ระยะทางสูงสุด 10 เมตร อย่างไรก็ตาม การส่งข้อมูลในระยะไกลกว่านั้นจำเป็นต้องใช้รีพีเตอร์หรือคอนเวอร์เตอร์ไฟเบอร์ออปติก ซึ่งเพิ่มความซับซ้อนและความต้นทุน  ออกแบบมาสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรม CameraLink มีความสามารถในการต้านทาน EMI ที่แข็งแรงผ่านสายเคเบิลที่มีฉนวนกันแม่เหล็กไฟฟ้าและการส่งสัญญาณแบบดิฟเฟอรเรนเชียล ทำให้มันน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง  เคยเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับการถ่ายภาพความเร็วสูง CameraLink ยังคงถูกใช้งานในระบบเก่าหรือแอปพลิเคชันที่ต้องการความเร็วปานกลางพร้อมกับความหน่วงเวลาที่แน่นอน เช่น การตรวจสอบเซมิคอนดักเตอร์ ระบบสายพานความเร็วสูง หรือสถานการณ์ที่การอัปเกรดไปยัง CXP เป็นสิ่งที่ไม่คุ้มค่า

ในที่สุด อินเทอร์เฟซ CoaXPress (CXP) ที่ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ โดดเด่นสำหรับแอปพลิเคชันความเร็วสูงมาก โดยสามารถทำได้เกินกว่า 50 Gbps และกลายเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสถานการณ์ความละเอียดสูงมากที่เกี่ยวข้องกับหลายสิบหรือหลายร้อยเมกะพิกเซล การมาถึงของอินเทอร์เฟซนี้ทำให้อินเทอร์เฟซความเร็วสูงที่เคยครองตลาด เช่น CameraLink ดูจางหายไป เมื่อข้อจำกัดด้านงบประมาณไม่มีมากและต้องการความเร็วสูงสุด CXP ก็ปรากฏเป็นทางเลือกที่เหมาะสมที่สุด

แล้วจะเลือกอินเทอร์เฟซของกล้องอุตสาหกรรมในระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักรอย่างไร? มัน ขึ้นอยู่กับ การสร้างสมดุล  ความเร็ว , ระยะทาง , ขึ้นอยู่กับความต้องการของสภาพแวดล้อม , และ งบประมาณ เช่น หากคำนึงถึงงบประมาณโดยทั่วไปจะใช้อินเทอร์เฟซ Gige หรือ USB3.0 ส่วนแอปพลิเคชันที่มีความเร็วสูงหรือความละเอียดสูงอาจใช้อินเทอร์เฟซ 10-Gige หรือ CXP ส่วนระบบที่เก่าหรือต้องการลดความหน่วงเวลาอาจใช้อินเทอร์เฟซ CameraLink และงานที่มีต้นทุนต่ำและไม่สำคัญมากอาจใช้อินเทอร์เฟซ USB 2.0