相机的电气结构和兼容性

相机开发过程中的经验总结

相机有多种电气接口类型,常用的标准接口有:千兆以太网(GigE)Vision接口,SFP+接口模块,Camera Link,USB3 Vision。

(1)千兆以太网(GigE)Vision:该接口在2006年引进到工业机器视觉领域。它基于Internet协议(IP)标准,提供了视频和相关控制数据通过千兆以太网传输的框架。大多数配备GigE Vision的相机都基于最初的1000BASE-T以太网实现方案,该方案提供1Gbps的总带宽。现在,NBASET(支持2.5 Gbps或5.0 Gbps速度)和10GBASE-T(也称为10GigE)能够以高达10 Gbps的速度传输图像数据。

(2)SFP+接口模块:SFP+接口是小型可插式(SFP)模块的升级版本,主要用于电信和数据传输领域。SFP通常只支持1 Gbps速率。SFP+规范于2006年发布,可以支持10 Gbps速率。

(3)Camera Link:Camera Link于2000年发布,是第一个专为机器视觉应用构建的接口。它特别适用于线阵扫描相机接口。Camera Link是一种点对点并行数据接口(不像其他接口那样基于数据包),可以在一个或两个26针连接器上进行配置。除了图像传输,还有四个信号对用于控制信号,能够以最低延迟提供专用的相机控制。可以使用支持2.04 Gbps速率的单个连接器和单根电缆(称为Camera Link Base)来配置相机到主机的连接。双电缆配置中可包括CL Medium (4.08 Gbps)、CL Full (5.44 Gbps)和CL Deca (6.8 Gbps(850 MB/s))。

(4)USB3 Vision:USB3 Vision已经发展为最受欢迎的机器视觉接口之一,这主要得益于其简单性。USB3 Vision接口的特点有:

① 最新的USB3 Vision标准支持完全即插即用功能。在大多数情况下,相机和PC芯片组之间不存在兼容性问题。

② 由于带宽和可靠性的提高,USB3 Vision迅速取代了Firewire和USB 2.0接口。USB3 Vision接口向后兼容USB 2.0,从而支持轻松从本地USB 2视觉系统进行升级。

③ 只要速率和分辨率适中,USB3 Vision就可以在多相机设置中高度兼容并正常工作。

④ USB3 Vision的基本设计基于GenICam,这有助于为编程人员提供一致性,并与其他基于GenICam的接口更好地互操作。

⑤ 与GigE Vision等网络接口相比,USB3 Vision具有更低的延迟和抖动,但无法实现像Camera Link或CoaXPress那样接近实时的性能。

⑥ USB3 Vision可以通过预先向主机提供图像相关信息来发送不同尺寸的图像,具有可变图像尺寸的优点。

⑦ 通过使用零复制(直接内存访问,DMA),USB3 Vision使得图像检索程序所需的CPU负载非常低,降低了系统CPU负载。

⑧ USB 3.0为连接的设备提供4.5W的电源。这意味着许多基础型相机可以在没有额外电源的情况下工作。

⑨ USB3 Vision的简单性可以降低系统成本,同时仍可提供比标准的1000BASE-T GigE Vision快三倍的速度。

在选择相机时,需要确定相机的接口类型,如GigE Vision、USB3 Vision等,并确保其与其他设备和系统的兼容性,如计算机和图像处理软件。