 | 2024-08-26 |
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 | 【NEWS】DEWETRON用於資料擷取的標準相機 |
用於資料擷取的標準相機
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在測量技術領域，電流表、電壓感測器或應變儀等傳統工具通常是首選。然而，如今，攝影機在各種應用中也變得不可或缺，從碰撞測試和鳥瞰監控到監控水力發電廠的渦輪機。
這些應用中使用的技術必須滿足嚴格的標準，提供高精度的即時資料，並且易於處理。 GigE Vision 是一種表現出色並被業界廣泛接受的介面。在這篇文章中，我們將探索 GigE Vision，重點介紹其主要功能，並審查可能更適合您的特定需求的替代介面。最後，我們討論 DEWETRON 提供的相機和介面。
什麼是 GigE 視覺？
GigE Vision 是一個介面標準，由多家公司於 2006 年創立，旨在為影像應用提供簡單且強大的解決方案。目標是開發一種與通用硬體無縫整合並提供高資料吞吐量的標準。這一目標已成功實現，使 GigE Vision 成為現代成像技術的關鍵參與者。如今，自動化推進協會負責監督 GigE Vision 標準的進一步開發和管理。 
GigE Vision 基於廣泛採用的千兆乙太網路標準，利用 TCP/IP 和 UDP 協定進行資料傳輸。該標準是現代網路基礎設施的基石，可顯著簡化安裝和集成，因為大多數現代系統已經支援這些技術。 GigE Vision 標準包含四個主要組件，每個組件都有特定的功能：
GigE Vision 具有眾多優勢，使其成為許多影像應用的首選：
雖然 GigE Vision 是高效能影像應用的熱門選擇，但其他一些標準和技術根據資料速率、電纜長度、成本和應用環境等特定要求提供了可行的替代方案。下面，我們描述替代成像標準的主要特徵：
USB3視覺
USB3 Vision 基於 USB 3.0 標準，專為透過 USB 連接線進行高速資料傳輸而設計。它提供高達 10 Gbit/s 的高頻寬，其簡單的即插即用設定使其得到許多設備的廣泛支援。然而，最大電纜長度通常限制在 3-5 公尺左右，儘管可以使用主動電纜或中繼器進行延長。
相機連結
Camera Link 是專為機器視覺應用開發的高速串列通訊協定。它提供低延遲和高達 6.8 Gbit/s 的資料速率，使其成為高速和高解析度成像任務的可行選擇。該系統需要更複雜和昂貴的佈線，且不含中繼器的最大電纜長度一般限制在10公尺。
相機連結 HS
Camera Link HS（高速）建立在原始 Camera Link 標準的基礎上，但提供了顯著更高的資料速率、增強的靈活性和更大的可擴展性。它支援每通道高達 10 Gbit/s 的資料傳輸速率，多個通道可實現更高的吞吐量，並且使用光纖電纜的電纜長度可達 300 公尺。
CoaXPress 2.0
CoaXPress 2.0 是 CoaXPress 標準的最新版本，是一種利用同軸電纜的高速點對點串行通訊協定。此版本大幅增強了資料傳輸能力，支援每條電纜高達 12.5 Gbit/s 的速率，而先前版本的速率為 6.25 Gbps。 CoaXPress 2.0 允許並行使用多條電纜，進一步將總資料吞吐量提高到最大。 50 Gbit/秒。它在較低資料速率下支援長達 100 公尺的電纜長度，在最高資料速率下支援約 30 公尺的電纜長度。
火線 (IEEE 1394)
FireWire (IEEE 1394) 曾經在工業成像領域流行，支援中等資料速率，並允許透過單一電纜傳輸資料和電力。設定相對簡單且支援點對點連接。然而，FireWire 在很大程度上已被新技術超越，導致其使用量下降。 
在 DEWETRON，我們專注於製造模組化和高精度測量系統。除了訊號擷取和調節解決方案之外，我們還提供各種組件和感測器，包括精選的Allied Vision Alvium 相機。 .png)
各型號均支援外部觸發並提供即時影像傳輸。與我們的OXYGEN測量軟體配合使用時，您可以受益於完美同步的視訊資料，從而增強您的測量應用程式。下圖展示了整合到OXYGEN測量螢幕中的即時視訊測量。它顯示了路上功率測量期間擋風玻璃攝影機的同步鏡頭。
在測量技術領域，電流表、電壓感測器或應變儀等傳統工具通常是首選。然而，如今，攝影機在各種應用中也變得不可或缺，從碰撞測試和鳥瞰監控到監控水力發電廠的渦輪機。
這些應用中使用的技術必須滿足嚴格的標準，提供高精度的即時資料，並且易於處理。 GigE Vision 是一種表現出色並被業界廣泛接受的介面。在這篇文章中，我們將探索 GigE Vision，重點介紹其主要功能，並審查可能更適合您的特定需求的替代介面。最後，我們討論 DEWETRON 提供的相機和介面。
什麼是 GigE 視覺？
GigE Vision 是一個介面標準，由多家公司於 2006 年創立，旨在為影像應用提供簡單且強大的解決方案。目標是開發一種與通用硬體無縫整合並提供高資料吞吐量的標準。這一目標已成功實現，使 GigE Vision 成為現代成像技術的關鍵參與者。如今，自動化推進協會負責監督 GigE Vision 標準的進一步開發和管理。
圖 1：GigE Vision
它是如何運作的？GigE Vision 基於廣泛採用的千兆乙太網路標準，利用 TCP/IP 和 UDP 協定進行資料傳輸。該標準是現代網路基礎設施的基石，可顯著簡化安裝和集成，因為大多數現代系統已經支援這些技術。 GigE Vision 標準包含四個主要組件，每個組件都有特定的功能：
- GigE 視覺控制協定 (GVCP)
GVCP 負責控制和配置設備、指定流通道以及管理電腦和相機之間的影像和配置資料的傳輸。 - GigE 視覺流協定 (GVSP)
GVSP 定義了用於透過網路傳送影像的資料類型和傳輸方法。 - GigE 設備發現機制
此機制可以透過取得 IP 位址來偵測網路內的攝影機。 - XML 檔案
該檔案基於GenICam標準，提供對相機資料和影像的訪問，標準化通訊並確保不同裝置之間的相容性。
GigE Vision 具有眾多優勢，使其成為許多影像應用的首選：
- 多功能性：GigE Vision 提供多種配置以滿足不同的效能要求，包括標準 GigE、雙 GigE 和 10 GigE 版本。
- 高速：GigE Vision 能夠以最小的延遲快速、即時地傳輸大型影像檔案。它支援標準 GigE Vision 高達 1 Gbit/s 的資料速率、雙 GigE Vision 高達 2 Gbit/s 的資料速率以及 10 GigE Vision 高達 10 Gbit/s 的資料速率，具體取決於所使用的版本。
- 擴展範圍：此標準支援在長達 100 公尺的距離內進行無損資料傳輸，從而提供攝影機放置的靈活性，而不會降低訊號品質。
- 標準化連接：GigE Vision 利用低成本 CAT5e 或 CAT6 電纜和標準乙太網路連接器，利用廣泛可用的網路組件，確保簡單可靠的連接。
- PoE（乙太網路供電）：許多 GigE Vision 設備支援乙太網路供電，可透過單一乙太網路電纜實現資料和電力傳輸。
- 經濟高效：透過使用標準硬體和現成的電纜，GigE Vision 降低了整體系統成本並簡化了整合。
- 可擴展：此技術具有高度可擴展性，與乙太網路技術的快速發展保持同步，可隨著網路需求的成長輕鬆升級和擴展。
雖然 GigE Vision 是高效能影像應用的熱門選擇，但其他一些標準和技術根據資料速率、電纜長度、成本和應用環境等特定要求提供了可行的替代方案。下面，我們描述替代成像標準的主要特徵：
USB3視覺
USB3 Vision 基於 USB 3.0 標準，專為透過 USB 連接線進行高速資料傳輸而設計。它提供高達 10 Gbit/s 的高頻寬，其簡單的即插即用設定使其得到許多設備的廣泛支援。然而，最大電纜長度通常限制在 3-5 公尺左右，儘管可以使用主動電纜或中繼器進行延長。
相機連結
Camera Link 是專為機器視覺應用開發的高速串列通訊協定。它提供低延遲和高達 6.8 Gbit/s 的資料速率，使其成為高速和高解析度成像任務的可行選擇。該系統需要更複雜和昂貴的佈線，且不含中繼器的最大電纜長度一般限制在10公尺。
相機連結 HS
Camera Link HS（高速）建立在原始 Camera Link 標準的基礎上，但提供了顯著更高的資料速率、增強的靈活性和更大的可擴展性。它支援每通道高達 10 Gbit/s 的資料傳輸速率，多個通道可實現更高的吞吐量，並且使用光纖電纜的電纜長度可達 300 公尺。
CoaXPress 2.0
CoaXPress 2.0 是 CoaXPress 標準的最新版本，是一種利用同軸電纜的高速點對點串行通訊協定。此版本大幅增強了資料傳輸能力，支援每條電纜高達 12.5 Gbit/s 的速率，而先前版本的速率為 6.25 Gbps。 CoaXPress 2.0 允許並行使用多條電纜，進一步將總資料吞吐量提高到最大。 50 Gbit/秒。它在較低資料速率下支援長達 100 公尺的電纜長度，在最高資料速率下支援約 30 公尺的電纜長度。
火線 (IEEE 1394)
FireWire (IEEE 1394) 曾經在工業成像領域流行，支援中等資料速率，並允許透過單一電纜傳輸資料和電力。設定相對簡單且支援點對點連接。然而，FireWire 在很大程度上已被新技術超越，導致其使用量下降。
圖2：不同相機介面比較；括號：版本號，顏色：速度（Mbit/s）
DEWETRON 提供哪些相機？在 DEWETRON，我們專注於製造模組化和高精度測量系統。除了訊號擷取和調節解決方案之外，我們還提供各種組件和感測器，包括精選的Allied Vision Alvium 相機。
圖. 3：CAM-ALVIUM-1800-U-040
此選擇包括幀速率高達約 290 fps 的各種高解析度 USB3 Vision 和 GigE Vision 相機。所有設備都具有緊湊的設計，可以輕鬆整合到任何視覺系統中。各型號均支援外部觸發並提供即時影像傳輸。與我們的OXYGEN測量軟體配合使用時，您可以受益於完美同步的視訊資料，從而增強您的測量應用程式。下圖展示了整合到OXYGEN測量螢幕中的即時視訊測量。它顯示了路上功率測量期間擋風玻璃攝影機的同步鏡頭。
圖. 4：帶有整合即時視訊的OXYGEN測量螢幕
