在本文中，我們將討論兩種平臺(tái)的USB3和GigE接口以及圖像采集卡，它們被普遍用于許多現(xiàn)代機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。

我們將重點(diǎn)介紹這兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，以及市場(chǎng)上針對(duì)這兩種平臺(tái)的比較好的圖像采集卡方案。我們還將深入研究USB和GigE的技術(shù)規(guī)格，討論這些平臺(tái)在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用的因素。

GigE Vision的歷史

千兆以太網(wǎng) (GigE) 視覺(jué)是一種可靠的機(jī)器視覺(jué)接口標(biāo)準(zhǔn)，于2006年推出。在該標(biāo)準(zhǔn)推出之前，Camera Link 等數(shù)字接口以及標(biāo)準(zhǔn)模擬接口在機(jī)器視覺(jué)行業(yè)中很流行，但它們受到速度和/或電纜長(zhǎng)度的限制。

GigE Vision 通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)電纜并提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度解決了這些問(wèn)題。這使得將機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)集成到工廠現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中變得更加容易，從而提高了其在工業(yè)和制造過(guò)程中的普及程度。

USB3 Vision 的歷史

直到2013年AIA推出該平臺(tái)后，USB3 Vision才開始出現(xiàn)，該平臺(tái)基于成熟的計(jì)算機(jī)接口，圖像數(shù)據(jù)流傳輸速率為5 Gbit/秒。這為從事機(jī)器視覺(jué)項(xiàng)目的OEM和系統(tǒng)集成商提供了出色的省時(shí)、即插即用接口解決方案。

如今，配備USB3接口的機(jī)器視覺(jué)相機(jī)已普遍普及，可提供高速數(shù)據(jù)傳輸、高圖像質(zhì)量和低延遲，以滿足工業(yè)和制造流程的需求。USB技術(shù)的不斷發(fā)展反過(guò)來(lái)可能會(huì)確保其在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域以及標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)接口領(lǐng)域的相關(guān)性。

千兆以太網(wǎng)圖像采集卡

正如我們?cè)诒鞠盗兄衅駷橹顾懻摰哪菢樱瑘D像采集器是一種硬件設(shè)備，用于在機(jī)器視覺(jué)相機(jī)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間創(chuàng)建接口，以促進(jìn)機(jī)器視覺(jué)成像。它們使用卡上處理將圖像數(shù)據(jù)從相機(jī)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，就GigE視覺(jué)而言，它們專門設(shè)計(jì)用于GigE機(jī)器視覺(jué)相機(jī)，后者使用以太網(wǎng)式RJ-45連接器，通常使用CAT5e和CAT6a電纜來(lái)高速傳輸數(shù)據(jù)。

GigE圖像采集卡通常用于機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用，例如工業(yè)自動(dòng)化、質(zhì)量控制和檢測(cè)系統(tǒng)。它們與圖像處理軟件配合使用，可以分析和解釋相機(jī)捕獲的圖像數(shù)據(jù)。

USB3圖像采集卡

和GigE圖像采集卡一樣，USB3圖像采集卡將圖像數(shù)據(jù)從USB3相機(jī)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。由于兩種接口均符合GenICam標(biāo)準(zhǔn)，即插即用功能使這兩種選擇對(duì)OEM和系統(tǒng)集成商都具有吸引力。但有趣的比較不在于這兩種圖像采集卡之間的相似之處，而在于它們之間的差異。

GigE和USB3圖像采集器之間的差異

那么，GigE和USB3圖像采集卡之間的主要區(qū)別是什么？

電纜距離

USB3和GigE Vision圖像采集卡之間的主要區(qū)別在于距離限制。USB3.1 Gen1適合5米長(zhǎng)的電纜，而Gen2將此限制推高至10米。對(duì)于相機(jī)和系統(tǒng)位于同一臺(tái)機(jī)器、外殼或站點(diǎn)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這已經(jīng)足夠了，但可能會(huì)限制那些希望在電纜上增加距離的人。

GigE Vision的遠(yuǎn)距離性能是USB3 Vision所不具備的。GigE、5GigE 和 10GigE 均可在100米以內(nèi)的距離提供快速、可靠的成像。25GigE級(jí)別真正突破了可能性的界限，它能夠從10公里以內(nèi)的相機(jī)提供高帶寬圖像流。

帶寬

在較低級(jí)別，USB3和GigE在帶寬方面實(shí)際上沒(méi)有太大區(qū)別。標(biāo)準(zhǔn)GigE提供1Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度，這是本次比較中一個(gè)比較低的，因此適用于帶寬要求比較低的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用。在中間級(jí)別，USB3.1 Gen1和5GigE都提供5Gbps的圖像傳輸速度，而USB3.1 Gen2和10GigE則將標(biāo)準(zhǔn)提高了5Gbps。

這是USB3帶寬上限，也是GigE突破這一上限的地方。10GigE 和 25GigE 分別提供高達(dá) 10Gbps和25Gbps的帶寬，使其成為從事要求苛刻的工業(yè)機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的高級(jí)用戶的理想選擇。

價(jià)格

當(dāng)然，性能與價(jià)格息息相關(guān)。USB3以適中的價(jià)格提供了上述所有功能，非常適合大多數(shù)用戶 - 它是一種成熟的接口，功能齊全，價(jià)格實(shí)惠。

GigE在其迭代中達(dá)到了同樣的目標(biāo)，高可達(dá) 10GigE左右，隨著性能的提高，價(jià)格也隨之上漲。25GigE 價(jià)格昂貴，但對(duì)于嚴(yán)格的應(yīng)用來(lái)說(shuō)卻具有突破性的強(qiáng)大功能。