探索10G高速圖像采集卡在視覺檢測方案背后的作用與原理

近幾年，隨著中國制造業(yè)邁向工業(yè)4.0的趨勢，機(jī)器視覺行業(yè)的發(fā)展也呈現(xiàn)一片繁榮的景象，實際應(yīng)用領(lǐng)域正朝著智能化和精細(xì)化方向不斷延伸。就視覺檢測方案而言，在運(yùn)行中需要保障機(jī)器視覺設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行以及傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無誤。

視覺檢測方案的關(guān)鍵點：

在視覺檢測方案中，“工業(yè)相機(jī)<—>連接線纜<—>圖像采集卡<—>工控機(jī)”，這樣的基礎(chǔ)連接構(gòu)成了機(jī)器視覺系統(tǒng)的主要項目。針對這樣的基礎(chǔ)構(gòu)成，我們來探討10G傳輸速率的GigE接口設(shè)備，在視覺檢測傳輸方案上該如何保障圖像采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確無誤。

視覺檢測方案之工業(yè)相機(jī)：

在工業(yè)相機(jī)方面，鋰電、光伏、軌道交通等行業(yè)的應(yīng)用需求促使GigE相機(jī)朝著高分辨率、高還原、高速度等方向發(fā)展，傳輸速率正在向2.5G、5G、10G邁進(jìn)，對工業(yè)相機(jī)本身、傳輸線纜、圖像采集卡和工控機(jī)都提出了新的要求。

在視覺檢測應(yīng)用中，GigE Vision標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)相機(jī)采用的是UDP傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在這上面還采用了GVCP（GigE Vision控制協(xié)議）與GVSP（GigE Vision流傳輸協(xié)議），二者的加入保證了UDP數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃?。這就意味著，GigE Vision在建立之初，就設(shè)計采用了在應(yīng)用層保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆桨?，能夠更好地?yōu)化工控機(jī)的資源，以保障工業(yè)相機(jī)與機(jī)器視覺相關(guān)軟件程序更穩(wěn)定地運(yùn)行。除UDP協(xié)議外，還有采用TCP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)的工業(yè)相機(jī)。

視覺檢測方案之連接線纜：

工業(yè)線纜是連接工業(yè)相機(jī)的必備組件，在10G的高速傳輸中，普遍遵循10G以太網(wǎng)的線纜標(biāo)準(zhǔn)，即規(guī)格不能低于Cat6的線纜。在嚴(yán)苛的應(yīng)用場景中，更建議使用Cat6A甚至Cat7規(guī)格的線纜，如聯(lián)瑞的高柔萬兆工業(yè)相機(jī)網(wǎng)線，具有高阻抗、抗拉伸、高速穩(wěn)定、耐磨阻燃、螺絲固定等特性，使其在視覺檢測過程中，傳輸數(shù)據(jù)信號不易受外界干擾，能夠保障圖像數(shù)據(jù)被完整地傳輸。

視覺檢測方案之圖像采集卡：

圖像采集卡作為工控機(jī)連接工業(yè)相機(jī)的關(guān)鍵部件，穩(wěn)定運(yùn)行不丟幀成為其關(guān)鍵要素。而巨型幀對于GigE Vision設(shè)備運(yùn)行有很大的影響。巨型幀是指有效負(fù)載超過IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)所限制的1500字節(jié)的以太網(wǎng)幀，其增大的有效載荷有助于提高鏈路利用率，幫助設(shè)備獲得更好的網(wǎng)絡(luò)性能。

通常來說，常規(guī)圖像采集卡的巨型幀長度約為9014字節(jié)，聯(lián)瑞更上一層樓，巨幀系列產(chǎn)品達(dá)到了16348字節(jié)的超巨型幀，減少了帶寬占用和網(wǎng)絡(luò)開銷，降低CPU占有率，數(shù)據(jù)傳輸效率提高30%以上，為10G設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供更高的以太網(wǎng)性能。此外，巨幀系列產(chǎn)品能承載更大的有效載荷，在大容量的圖像數(shù)據(jù)處理方面擁有極致的優(yōu)勢，一舉幫助用戶解決丟幀問題，圖像數(shù)據(jù)即使在高速網(wǎng)絡(luò)中也能穩(wěn)定、完整地傳輸。

相信大家看完以上介紹，心中對于視覺檢測系統(tǒng)有了初步的了解，應(yīng)該知道10G高速圖像采集卡在視覺檢測方案背后的作用是實現(xiàn)穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù)，但是實際應(yīng)用中，選擇了合適的圖像采集卡并不意味著高枕無憂，想要實現(xiàn)高速、穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，我們還需要對圖像采集卡行優(yōu)化設(shè)置以實現(xiàn)最佳性能，保障圖像采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?/p>

下期，我們將通過聯(lián)瑞10G高速圖像采集卡優(yōu)化設(shè)置操作，為大家示范具體的操作步驟，請記得關(guān)注。

審核編輯 黃宇