石鑫华视觉 发表于 2015-4-16 22:44:58

工业相机数据输出接口

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。http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/130512/2-1305121QA1.jpg
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。http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/130512/2-1305121QA2-50.jpg
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 SpeedMaximum Cumulative Packet Size
100 Mbps1024 bytes
200 Mbps2048 bytes
400 Mbps4096 bytes
800 Mbps8192 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。http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/130512/2-1305121QA5.jpg
GIGE接口
Camera LinkCamera 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。http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/130512/2-1305121QA5-50.jpg
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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