机器视觉图像采集卡和接口概述本文我们将研究机器视觉图像采集卡及其使用的各种接口。 首先,我们将概述外围计算机卡,然后探讨图像采集器中使用的不同类型的机器视觉接口。 让我们从一个常见的问题开始:什么是外围计算机卡,以及如何对它们进行分类? 用于机器视觉的图像采集卡、NIC 和主机适配器 外围机器视觉计算卡通常分为三类:主机适配器、NIC 和图像采集卡。 简单来说,主机适配器通过授予额外端口来扩展主机PC的功能。只要安装了正确的驱动程序,任何东西都可以连接和使用。安装主机适配器卡是一种经济高效的方式,可以扩展主机 PC的接口功能,而无需花钱购买新的工业电脑。然而,主机适配器的作用有限——它们不会提高电脑的性能,也不会提供任何处理能力。 NIC,即网络接口卡,是一种计算机扩展卡,可使计算机连接到网络,并可根据卡的不同提供额外的处理能力。例如,如果您的项目需要在一个区域进行成像,并在另一个区域处理这些图像,则可以使用本地网络上的NIC来完成,通常使用带有RJ-45连接器的以太网电缆。 另一方面,图像采集卡是专门为成像设计的外围卡。 图像采集卡是一种机器视觉硬件卡,可从视频流中捕获或“抓取”单个静态帧。然后可根据应用使用不同的机器视觉算法处理这些帧。 图像采集器卡曾经是连接相机和计算机系统的主要方法。从那时起,该技术变得更加精简,图像采集器通过 USB Vision、GigE Vision 和CoaXPress 等接口与PC 连接。 这些主要接口形成了机器视觉领域的一套革命性标准,即GenICam,这是现代机器视觉技术的基石。 GenICam 机器视觉接口标准有多种,但对于机器视觉而言,没有一种标准像 GenICam、那样重要。GenICam 是“通用相机接口”的合成词,于2006年正式创建,旨在将相机接口、PC硬件支持和软件兼容性整合在一起。 这就是我们现在所知的“即插即用”功能 - 可以使用制造商A的相机,将其插入制造商B的计算机,使用制造商C生产的电缆,运行制造商D开发的机器算法 - 并且一切都可以顺利运行,没有任何障碍,前提是所使用的所有硬件和软件都符合GenICam标准。
机器视觉接口比较
千兆网视觉 GigE Vision于 2006年与GenICam一同推出,采用以太网式端口,价格相对便宜,在机器视觉系统中很常见。GigE Vision相机可以通过长达100米的电缆连接到主机PC(实际上距离要远得多-本系列后面会详细介绍),并且仍能提供可靠的成像,这使其成为体育广播和其他需要长电缆的应用的有力竞争者。
GigE前面的数字表示特定平台的带宽。标准GigE(或“1GigE”)能够实现1Gbps 的数据传输速度。这意味着5GigE和10GigE带宽分别能够实现5Gbps和10Gbps的传输速度。 USB 视觉 USB Vision因其成本低廉以及与几乎所有计算机系统的固有兼容性而广受欢迎,被广泛应用于各地的机器视觉系统。 USB3 Vision自进入机器视觉领域以来发展迅速。2013年推出的USB 3.0速度可达5 Gb/s。两年后,USB 3.1推出,速度可达10 Gb/s。随后在2017年,USB 3.2 增加了多个数据通道,速度可达20 Gb/s。 朗锐智科提供一系列采用 USB3 Vision 格式的图像采集卡。查看我们的图像采集卡页面了解更多信息。 CoaXPress CoaXPress 是 GigE 和 USB Vision 的绝佳替代选择。它依赖于简单的同轴接口,每根电缆能够提供 6.25 Gbps 的传输速度,而较新的CoaXPress 2.0 迭代每根电缆的传输速度为12.5 Gbps。 此接口还支持电缆供电,简化了复杂性,无需在项目中铺设额外的电源线。这对于需要紧凑性和物流简单的系统(如自动驾驶汽车)来说是完美的选择。CoaXPress 也是一种低延迟、低噪音的接口,这对于自动驾驶汽车应用至关重要。 此外,使用CoaXPress可以通过一个图像采集器运行多个摄像机 - 这意味着该平台的潜在可扩展性是无限的。 CameraLink CameraLink与上述机器视觉接口标准一样,诞生于2000年,源于20世纪90年代为每一种可能的LVDS相机和图像采集器组合设计定制电缆的挫败感。 虽然 CoaXPress和CameraLink电缆的复杂性略高于GigE和USBVision,但这些平台确实有优势。CameraLink 有一系列不同的单独接口类型,涵盖不同的带宽、电缆长度和价格点。 |