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工业相机数据输出接口

时间:2013-05-12来源:机器视觉网http://shixinhua.com 作者:石鑫华 点击: 999999次
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。
USB2.0接口
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。
 
USB3.0电脑端接口
USB3.0电脑端接口
USB3.0设备端接口
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。
1394A口
1394A口
1394B口
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。
 
1394Packet Size
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。
GIGE接口
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。
Camera Link接口相机
Camera Link接口相机
Camera Link接口工业相机
Camera Link接口工业相机
Camera Link图像采集卡
Camera Link图像采集卡
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