Machine vision caméra Document technique

Cet article fournira un aperçu plus approfondi des avantages et des inconvénients de chaque type d'interface de vision industrielle caméra, afin que vous puissiez sélectionner la bonne interface pour votre vision industrielle. Il convient de noter que VA Imagerie ne fournit que USB 2.0, USB 3.0, GigE, 5GigE et 10GigE vision industrielle et l'article sera principalement axé sur ces cinq interfaces industrielles de vision industrielle. Cependant, dans le tableau ci-dessous, nous avons également intégré d'autres interfaces pour compléter l'aperçu des interfaces de vision industrielle.

 

	USB2	USB3	FireWire	Hacher	Lien vers la caméra	Coaxpress	5GigE	10 GigE
Bande passante (Mégaoctet/s)	40	400	80	100	Base = 250 Moyen = 500 Plein = 750	1 voie = 750 2 voies = 1500 3 voies = 2250 4 voies = 3000	500	1000
caméra 5MP Fréquence d'images maximale	8 images par seconde	80 images par seconde	16 images par seconde	25 images par seconde	150 images par seconde	600 images par seconde	100 images par seconde	200 images par seconde
Longueur de câble (maximum)	5m	4.6m	10m	100m	7m	100m	100m	100m
Puissance + données sur un seul câble	Oui	Oui	Oui	Uniquement si PoE	PoCL	Oui	Uniquement si PoE	Uniquement si PoE
Capture d'image obligatoire	Non	Non	Oui	Non	Oui	Oui	Non	Oui
Coûts du câble	Faible	Faible	Moyen	Faible	Haut	Faible	Faible	Faible
Coûts Caméra	Très faible	Faible	Faible	Faible	Haut	Haut	Moyen	Haut
Utilisation du processeur	Moyen	Faible	Faible	Moyen	Faible	Faible	Moyen	Moyen
Client acceptation	En déclin	Bien	Fin de vie	Bien	En déclin	Croissance	Croissance	Croissance
Plusieurs appareils photo	Équitable	Excellent	Excellent	Bien	Équitable	Excellent	Excellent	Excellent

 

Quelle est la bande passante d'une vision industrielle interface ?

Le premier sujet que nous allons aborder est bande passante d'une vision industrielle caméra interface. En termes simples, bande passante est un moyen de mesurer la quantité de données qui peuvent être envoyées entre des ordinateurs pendant une période spécifique. En ce qui concerne vision industrielle, cela concerne la quantité de données d'image qui peuvent être envoyées de la vision industrielle à un contrôleur hôte. Bande passante est mesurée en mégaoctets par seconde, ce qui signifie qu'une caméra de vision machine USB2.0 vision industrielle
Cela signifie également qu'une interface de vision industrielle avec une caméra caméra interface (si utilisée à pleine capacité) peut envoyer des données d'image équivalentes à 400 mégaoctets par seconde, ce qui est environ 10 fois plus que l'interface de caméra vision industrielle caméra. Lors de l'envoi d'une grande quantité de données (utilisation de bande passante élevée), cela coûte également plus de temps à l'ordinateur pour traiter ces données. En conséquence, il faut plus de temps à l'ordinateur pour reconstruire une image. Cependant, une grande bande passante rend le transfert de données plus rapide, permettant au contrôleur hôte de commencer à calculer et à reconstruire les images plus tôt et plus rapidement. Cela est souvent requis dans les vision industrielle.

Facteur de performance pour l'interface de vision industrielle caméra bande passante

La bande passante maximale de votre vision industrielle caméra n'est qu'un des rares facteurs qui affectent le débit final des données, entraînant moins d'images par seconde. La latence, le jitter et la perte de paquets peuvent dégrader votre débit de données, mais la qualité de votre câble peut également réduire la bande passante disponible. Nous vous conseillons de lire nos guides sur les caméras de vision industrielle USB 3.0 ou GigE, où nous abordons ces problèmes.
Cela dépend beaucoup de l'application de vision machine et des limitations de votre système, quelle bande passante est nécessaire. En général, on peut dire que si vous avez une caméra 2 Mégapixels, chaque image fait 2 Mégaoctets. Si votre exigence spécifie 10 images par seconde, la bande passante requise est de 2x10=20 mégaoctets par seconde. Chaque interface de caméra de vision machine peut couvrir cette bande passante. Cependant, si l'exigence est de 100 images par seconde, vous avez besoin de 2x100=200 mégaoctets par seconde bande passante et seules cameralink, coaxpress, USB 3.0, 5GigE et 10GigE vision industrielle caméra interface restent.

Quelle est la longueur maximale de câble pour une interface de vision industrielle caméra ?

Le deuxième point de discussion est la longueur maximale des câbles de l'interface de la vision industrielle caméra. Ces longueurs maximales de câble indiquent quelle longueur de câble vous permet encore de travailler avec la quantité maximale de bande passante. Il existe des câbles USB 3.0, par exemple, qui vont jusqu'à 25 mètres, cependant ce chiffre dépasse largement les 4,6 mètres des câbles USB 3.0 vision industrielle, ce qui entraîne une grande partie de bande passante perdue. Le câblage varie en fonction du degré de flexibilité que vous désirez et influence également combien de bande passante vous souhaitez transférer. Les prix typiques pour le câblage sont :
-    Câble USB2 pour vision industrielle caméra coûtant entre 4 et 6 euros
-    Câble USB 3.0 pour vision industrielle caméra coûtant entre 16 et 20 euros
-    Câble GigE, 5GigE, 10GigE pour vision industrielle caméra coûte entre 8 et 10 euros
Lorsque la vision industrielle caméra est montée sur une plateforme mobile, un câble haute flexibilité est nécessaire. Ce câble haute flexibilité est capable de se plier plusieurs fois par seconde, chaque jour pendant de nombreuses années. Les câbles GigE haute flexibilité sont les câbles haute flexibilité vision industrielle les moins chers. Ils commencent à 50 euros.

Un cadre de capture est-il nécessaire pour les caméras de vision industrielle USB 2.0, USB 3.0 et GigE ?

Pour les interfaces USB 2.0, USB 3.0, GigE et 5GigE, les caméras n'ont pas besoin d'un Frame grabber. Ce n'est que pour les interfaces vision industrielle comme 10GigE, caméra Link, Firewire B et Coaxpress qu'un framegrabber est obligatoire. Il convient cependant de noter que le terme ‘frame grabber’ a une définition large et est sujet à interprétation. Si un ordinateur n'a pas suffisamment de ports USB 3.0 ou GigE, nous avons une carte d'interface pour étendre le nombre de ports d'interface USB 3.0 ou GigE de l'ordinateur. Cette carte d'interface est parfois également appelée framegrabber. Toutes les cartes d'interface / frame grabbers que nous proposons sont testés avec nos caméras vision industrielle pour pouvoir fonctionner à pleine bande passante.

Quel est le prix d'une vision industrielle caméra ?

Concernant les cinq types d'vision industrielle, le 10GigE est le plus cher et l'USB2, le moins cher vision industrielle interface. Les cinq sont encore moins chers que les caméras caméra Link et Coaxpress. Avec le modèle de tarification compétitif, les modèles les moins chers sont tous disponibles à moins de 100 €. Pour mettre cela en perspective, un vision industrielle pour coaxpress coûte environ 500 € et une simple caméra coaxpress coûte environ 1000 €, ce qui fait un total de 1500 €. Cela la rend 10 fois plus chère que l'interface de caméra de vision industrielle USB 3.0 vision industrielle. Par conséquent, nous croyons qu'avec l'USB2, l'USB 3.0, le GigE et l'interface 5GigE, nous pouvons couvrir la plupart des vision industrielle grand public.

Quelle est la charge CPU de la vision industrielle caméra ?

Chaque vision industrielle utilise la puissance du CPU pour transférer les images de l'interface vers la mémoire du processeur. La quantité de puissance CPU requise est définie comme charge CPU. L'USB 3.0 a une charge CPU « faible » sur le contrôleur hôte, tandis que l'USB2 et GigE ont une charge CPU « moyenne ». L'USB 3.0 a une faible charge CPU car il utilise un protocole totalement différent de l'USB2 et de GigE, et ce protocole nécessite moins de ressources.
L'interface de la vision industrielle caméra USB 3.0, GigE, 5GigE et 10GigE utilise une interface de données Unicast Dual-Simplex, cette interface permet le transfert de données dans les deux sens. Elle fonctionne où une procédure dirigée par l'hôte envoie des paquets de routage et des notifications explicitement de manière allochronique. Cela permet à la vision industrielle caméra d'envoyer un message au contrôleur hôte lorsqu'elle est prête pour la transmission de données. Ce nouveau mécanisme réduit la charge système et CPU par rapport au mécanisme de sondage dans USB2.0. Pour clarifier, l'interface de la vision industrielle caméra USB2.0 utilise un transfert de données unidirectionnel, ce qui entraîne l'accumulation de plus de données (paquets d'image) sur la carte d'interface et impose plus de travail au CPU.
Une caméra vision industrielle 5GigE caméra utilise également une charge CPU supplémentaire. La caméra 5GigE caméra envoie des images avec compression sans perte via l'interface ethernet 1000mbit vers l'ordinateur. L'ordinateur doit décompresser les images, ce qui entraîne une charge CPU supplémentaire.
Pour résumer, l'USB 3.0 a de loin l'utilisation du processeur la plus faible, GigE et 10GigE ont un peu plus d'utilisation du processeur que l'USB 3.0. 5GigE et USB2 ont la plus grande utilisation du processeur.

Acceptation des consommateurs et cycle de vie du produit des interfaces vision industrielle

Pour vous fournir une vue encore meilleure du cycle de vie du produit que celle donnée dans le tableau ci-dessus, nous avons également tracé le graphique ci-dessous. Il montre l'étape du cycle de vie du produit où se trouve chaque interface vision industrielle.

Introduction

Les deux premières interfaces vision industrielle, qui sont encore au stade d'introduction (et de développement), sont les produits 10 GigE et N-BASE-T (5GigE). Les deux caméras vision industrielle sont adaptées pour l'imagerie haute vitesse utilisant les câbles ethernet Cat6e commerciaux qui sont utilisés avec des caméras GigE normales. Le 10 GigE Vision a environ 10 fois la bande passante des caméras GigE Vision standard mais nécessite une carte réseau 10GigE. 

Croissance

L'une des interfaces qui est répertoriée dans la phase de croissance est Coaxpress. Cette interface est similaire à 10 GigE et N-BASE-T car elle est adaptée à l'imagerie haute vitesse. L'inconvénient de cette interface est qu'un framegrabber est obligatoire et que les framegrabbers ainsi que la caméra coaxpress sont relativement chers.

Maturité

Dans la phase de maturité, vous voyez deux interfaces vision industrielle que VA Imagerie vend, qui sont GigE et USB 3.0. La norme USB 3.0 Vision a été fondée en 2011 et la norme GigE Vision en 2006, toutes deux fondées par l'Automated Imagerie Association. Nous croyons que ces deux interfaces vision industrielle ont atteint le sommet de leur maturité et que la demande est à son plus haut niveau momentanément. Nous nous attendons à ce que GigE reste dans la phase de maturité pendant encore au moins 5 ans et USB 3.0 encore plus longtemps.

Déclin

Les deux dernières interfaces vision industrielle, USB2 et caméra Link, sont en phase de déclin. En raison d'alternatives meilleures (USB 3.0 au lieu de USB2 et Coaxpress au lieu de cameralink), la demande est et continuera de diminuer au cours des prochaines années. USB2 a une bande passante très limitée et le protocole n'est pas très robuste, ce qui le rend adapté à seulement un petit éventail d'Applications. Cependant, lorsque l'vision industrielle a des exigences très minimales, USB2 est le meilleur choix en termes de coûts. caméra Link a une bonne bande passante, mais c'est une option coûteuse par rapport à Coaxpress, USB 3.0 et à l'avenir 10 GigE et N-BASE-T en termes de bande passante. Les caméras Caméra link vision industrielle sont également chères et ont des câbles coûteux.

Plusieurs vision industrielle

Lors de l'installation de plusieurs vision industrielle sur un seul contrôleur hôte, il est important de surveiller votre bande passante. L'utilisation de ce type de configuration nécessite généralement une carte d'interface avec plusieurs entrées. Nous ne couvrirons que les configurations de plusieurs vision industrielle caméra

Plusieurs caméras vision industrielle USB 3.0

À partir de l'USB 3.0, cette vision industrielle interface a une excellente compatibilité pour un système de plusieurs vision industrielle caméra. Vous pouvez utiliser soit un réseau en étoile, soit un réseau point à point pour l'USB 3.0. Lors de l'utilisation d'un réseau en étoile, plusieurs vision industrielle sont connectées à un seul hub USB 3.0. La bande passante USB 3.0 sera divisée entre les vision industrielle USB 3.0 connectées. Cela est dû au fait que toutes les caméras USB 3.0 vision industrielle individuelles consomment de la bande passante unique de l'hôte connecté au hub USB 3.0.
La deuxième option, un réseau point à point USB 3.0, consiste à connecter chaque caméra vision industrielle USB 3.0 directement au contrôleur hôte USB 3.0. La carte d'interface USB 3.0 peut avoir jusqu'à quatre entrées de contrôleur hôte USB 3.0, permettant de connecter quatre caméras vision industrielle USB 3.0 à une seule carte d'interface. Chaque caméra vision industrielle USB 3.0 peut désormais utiliser la pleine bande passante du protocole USB 3.0.

Plusieurs caméras de vision vision industrielle GigE

Les caméras vision industrielle GigE, 5GigE et 10GigE sont également une bonne option pour un système de plusieurs vision industrielle caméra. Avec une grande flexibilité et un câblage peu coûteux, elles sont idéales pour surveiller les bandes transporteuses et l'analyse du sport et du mouvement avec plusieurs vision industrielle cameras. Le principe est le même qu'avec les caméras USB 3.0. Vous pouvez avoir à la fois un réseau en étoile utilisant un switch ethernet ou un réseau point à point utilisant une carte d'interface avec plusieurs entrées GigE.

Plusieurs caméras de vision machine USB2.0 vision industrielle

La dernière interface que nous proposons, USB2.0, est la moins adaptée aux configurations de plusieurs vision industrielle. Cela ne signifie pas que vous ne pouvez pas connecter et utiliser plusieurs caméras de vision industrielle USB2.0, mais cela signifie qu'elle fonctionnera le moins bien des trois. Encore une fois, les deux options réseau (étoile et point à point) sont possibles, tout comme l'USB 3.0.

Comment sélectionner une interface de vision industrielle caméra ?

Lors de la sélection d'une interface pour une vision industrielle, nous vous fournissons les directives suivantes :

• L'interface de vision industrielle caméra USB2.0 est la moins chère et la plus facile à utiliser des 3 options. Néanmoins, la bande passante et la longueur du câble sont limitées. Les caméras vision industrielle USB2.0 sont idéales pour les Applications qui nécessitent un maximum de 1,3 MP à 30 fps ou 5 MP à 7 fps, avec une longueur de câble ne dépassant pas 5 mètres.
• L'interface de vision industrielle de l'USB 3.0 caméra est l'une des interfaces les plus rapides que nous support, et elle utilise le moins de puissance du processeur de l'ordinateur. Par conséquent, elle est idéale pour l'imagerie haute résolution et à grande vitesse. La longueur du câble, en revanche, est limitée à 4,5 mètres.
• L'interface de caméra Vision caméra est souvent utilisée dans les vision industrielle de vision industrielle, qui nécessitent des longueurs de câble plus longues (entre 5 et 100 mètres). La Bande passante est moyenne (entre USB2.0 et USB 3.0). Cela en fait une solution idéale pour la plupart des vision industrielle de vision industrielle. Des caméras de vision 20MP avec de faibles taux de rafraîchissement ainsi que des caméras de vision basse résolution avec des taux de rafraîchissement élevés sont disponibles avec l'interface GigE.
• L'interface 5GigE Vision est une nouvelle interface vision industrielle avec les mêmes performances que l'USB 3.0. Les avantages par rapport à l'USB 3.0 sont les longues longueurs de câble (jusqu'à 100 m) et l'utilisation de câbles réseau Cat6e bon marché. Cependant, cette interface de vision industrielle caméra utilise plus de puissance CPU que l'USB 3.0.
• L'interface de caméra Vision 10GigE caméra a une très haute bande passante, ce qui la rend idéale pour des caméras à très haute résolution à des taux d'images élevés. Les câbles sont peu coûteux et de longues longueurs de câble sont possibles. Cette interface de caméra vision industrielle caméra nécessite un framegrabber 10GigE. Les coûts totaux pour cette interface de caméra vision industrielle caméra sont plus élevés que ceux de GigE, 5GigE et USB3.

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