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多个500万像素相机同时采集图像

时间:2012-07-05来源:shixinhua.com 作者:石鑫华 点击:

多个500万像素相机在一台电脑上同时采集图像

随着机器视觉的发展,精度越来越高,速度越来越快。以前一台设备上使用1个500万像素的相机都非常罕见,现在一台电脑上使用好几个500万像素的设备也有许多了。那么电脑或设备是不是可以任一连接500万像素的相机呢?是否可以满足速度上的要求呢?下面请看石鑫华视觉网给大家带来的分析
首先说一下基本知识总线的带宽。1394B总线(因为本次评测使用的是1394B卡与1394B相机)的理论带宽是800Mbps(100MB,1Byte=8bit),PCI的理论带宽为133MB(32位)或266MB(64位),PCI-e X1的理论速度为双向各256MB。我们使用的500万像素的相机分辨率为2588*1940,因此其一张图片的大小为2580*1940*8/1024/1024/8=4.788MB。使用的相机满分辨率时全速为13FPS,因此每秒的数据传输量为13*4.788=62.244MB。因此,理论上来说。一个1394B控制器,相机全速时只能负载一个相机。负载两个相机时,需要的带宽为125MB左右,1394B的100MB是无法满足的。而PCI总线如果没有其它占用,也是可以支持两个相机的,如果有其它开销,则无法支持两个相机。PCI-e即使有一些开销,应该能够满足传输速度要求的。另外,1394总线的传输速度与包的大小对应表如下:
Camera Speed Maximum Cumulative Packet Size
100 Mbps 1024 bytes
200 Mbps 2048 bytes
400 Mbps 4096 bytes
800 Mbps* 8192 bytes
 
表一 1394传输速度与最大包对应
图1 四个500万像素1394B相机
图1 四个500万像素1394B相机
图2 相机型号为AVT的Guppy Pro 503B黑白相机
图2 相机型号为AVT的Guppy Pro 503B黑白相机
使用的相机具体型号为AVT的Guppy Pro 503B黑白CMOS相机,其分辨率为2588*1940,全分辨率时的最高帧率为13FPS。
图3 PCI卡与PCI-E卡
图3 PCI卡与PCI-E卡
图4 PCI卡为双1394B+单1394A, PCI-E卡为四通道1394B
图4 PCI卡为双1394B+单1394A, PCI-E卡为四通道1394B
首先我们将四个AVT的500万相机连接到下面的两块PCI双通道1394B卡上。
图5 四个500万像素相机连接到两块PCI卡上
图5 四个500万像素相机连接到两块PCI卡上
如上的连接中,下面一块PCI卡上面一个相机为1号相机,下面一个为2号相机,上面一块卡上面一个相机为3号相机,下面一企业4号相机。我们没有使用AVT自己的驱动程序,而是使用NI 的LabVIEW + IMAQdx进行图像采集。
图6 设备管理器中的硬件设备
图6 设备管理器中的硬件设备
从设备管理器,我们可以看到,共有四个相机,两块Texas的1394控制器,这个是2通道的PCI卡。两块LSI1394控制器,这个是4通道的PCI-E卡,这卡中有两个控制器芯片。

图7 一块PCI卡+1个相机最大包8K OK
图7中参数基本解释:Speed为1394总线的速度大小,有100M,200M,400M,800M可选,我们选择最快的800M。Packet Size为包大小,从表一中可以知道,选择800M速度时最大包为8K。从1394总线看书中可以知道,包越大,单个相机传输的速度越快,可以同时连接的相机越少。包越小则单个相机传输速度越慢,但是可以同时采集的相机会越多。其需要满足相机数*相机数<=最大包。Shutter::Value表示相机曝光时间,如果未有此参数,则为相机默认的曝光时间2000(相对值,约120ms)。使用相机X按钮,表示是否使用此相机。相机X,表示第几个相机,相机X帧率表示第几号相机的帧率,相机X错误为某个相机的错误输出。
从图7中可以看到,当我们使用一块卡一个相机,设置为最大包时,帧率可以达到13帧的。且无花屏干扰等异常出现,采集非常好。
图8一块PCI卡+1个相机4K包 NG
图8一块PCI卡+1个相机4K包 NG
当我们使用一个相机,一块卡,包设置为4K时,不知道为什么,采集得到的图像反而有花屏干扰的情况出现。可能原因是驱动程序有问题或采集程序有问题又或者硬件本身也有问题。理论上来讲,8K时都可以,4K时应该也是可以的。其它的使用一块卡一个相机2K包、1K包均能正常采集且无花屏。
从上面的分析中可以得到,一块卡,一个相机,是可以达到此500万像素相机的全速13帧的。
图9一块PCI卡+2个相机8K包 NG
图9一块PCI卡+2个相机8K包 NG
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