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视觉技术

工业相机数据输出接口

文章来源:石鑫华视觉网时间:2022-09-08 16:04:23 点击:250

机器视觉工作者,或者是图像处理人员,对工业相机都不陌生;而大家对数码相机更不会陌生,所以相机中的一些基本知识,大家都应该比较了解。但是作为图像处理、机器视觉、工业自动化应用中的工业相机,与普通的摄像头、数码相机,还是有一些细节上的不同,需要大家注意其中的关键点,可以减少许多调试、测试时间。

 

工业相机分为模拟相机、数字相机,模拟相机现在较少用到,我们就不研究这个了。而数字相机,现在工业相机中也有好几类,如USB2.0、USB3.0、1394A、1394B、GIGE千兆网、Camera Link等多种类型的接口。各种接口都有其利弊。

 

USB2.0接口

USB2.0接口的工业相机,是目前最为普通的类型。许多厂商都生产此接口的相机。连我们常用的摄像头,也都是USB2.0接口的。其优点是所有电脑都配置有USB2.0接口,方便连接,不需要采集卡;缺点是其传输速率较慢,理论速度只有480Mb(60MB),由于其糟糕的协议(Bulk-Only Transport(BOT)协议)与编码方式,数据只有30MB/S左右。

 

USB接口的相机通常没有坚固螺丝,因此在经常运动的设备上,可能会有松动的危险,这也是其一个不足之处。

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USB2.0接口

USB3.0接口

USB 3.0的设计在USB 2.0的基础上新增了两组数据总线,而为了保证向下兼容,USB 3.0保留了USB 2.0的一组传输总线。在传输协议方面,USB 3.0除了支持传统的BOT协议,还新增了USB Attached SCSI Protocol(USAP),可以完全发挥出5Gbps的高速带宽优势。

 

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USB3.0电脑端接口

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USB3.0设备端接口

目前虽然市面上还没有太多的USB3.0相机出现,不过现在国内外的工业相机厂商都在积极推进,而且有些厂商已经有相关的样机出现。根据USB3 Vision协议,工业 相机的实际传输速度可达到3Gb左右。这个速度将会是现在的千兆网相机的3倍。

 

1394(火线)

1394接口,在工业领域中,应用还是非常广泛的。协议、编码方式都非常不错,传输速度也比较稳定,只不过由于早期苹果的垄断,造成其没有被广泛应用。在工业中,常用的是400Mb的1394A和800Mb的1394B接口。超过800Mb以上的也有,如3.2Gb的,但是比较少见。1394接口,特别是1394B口,都有坚固的螺丝。1394接口不太方便的地方 是其未能普及,因此电脑上通常不包含其接口,因此需要额外的采集卡。

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1394A口

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1394B口

1394接口,需要注意一下其Packet Size数据包大小设置。参看右表。这个Packet Size是整个1394总线的带宽。因此使用1394A时,只有400Mb,所有相机共用4K;1394B时,所有相机共用8K,一个相机时可达到8K满速,两个相机时,只能到达4K半速。

 

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1394Packet Size

Camera Speed

Maximum Cumulative   Packet Size

100 Mbps

1024 bytes

200 Mbps

2048 bytes

400 Mbps

4096 bytes

800 Mbps

8192 bytes

1394 Packet Size与总线对应

 

GIGE千兆网

千兆网接口的工业相机,应用中还是非常多的。一般来讲,连接到千兆网卡上,即能正常工作。但是需要注意一些特殊的细节,如早期的NI的软件,可能对千兆网卡的芯片有要求,需要使用INTEL的芯片才可以正常驱动GIGE相机,而使用如Realtek的芯片网卡,就无法响应。另外在千兆网卡的属性中,也有与1394中的Packet Size类似的巨帧。设置好此参数,可以达到更理想的效果。

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GIGE接口

Camera Link

Camera Link接口的相机,实际应用中比较少。不过其传输速度是目前的工业相机中最快的一种总线类型。一般用于高分辨率高速面阵相机,或者是线阵相机上。

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Camera Link接口相机

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Camera Link接口工业相机

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Camera Link图像采集卡

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