TA的每日心情 | 开心
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发表于 2015-4-16 22:44:58
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机器视觉工作者，或者是图像处理人员，对工业相机都不陌生；而大家对数码相机更不会陌生，所以相机中的一些基本知识，大家都应该比较了解。但是作为图像处理、机器视觉、工业自动化应用中的工业相机，与普通的摄像头、数码相机，还是有一些细节上的不同，需要大家注意其中的关键点，可以减少许多调试、测试时间。
工业相机分为模拟相机、数字相机，模拟相机现在较少用到，我们就不研究这个了。而数字相机，现在工业相机中也有好几类，如USB2.0、USB3.0、1394A、1394B、GIGE千兆网、Camera Link等多种类型的接口。各种接口都有其利弊。
USB2.0接口USB2.0接口的工业相机，是目前最为普通的类型。许多厂商都生产此接口的相机。连我们常用的摄像头，也都是USB2.0接口的。其优点是所有电脑都配置有USB2.0接口，方便连接，不需要采集卡；缺点是其传输速率较慢，理论速度只有480Mb（60MB），由于其糟糕的协议（Bulk-Only Transport(BOT)协议）与编码方式，数据只有30MB/S左右。
USB接口的相机通常没有坚固螺丝，因此在经常运动的设备上，可能会有松动的危险，这也是其一个不足之处。
USB3.0接口USB 3.0的设计在USB 2.0的基础上新增了两组数据总线，而为了保证向下兼容，USB 3.0保留了USB 2.0的一组传输总线。在传输协议方面，USB 3.0除了支持传统的BOT协议，还新增了USB Attached SCSI Protocol（USAP），可以完全发挥出5Gbps的高速带宽优势。
目前虽然市面上还没有太多的USB3.0相机出现，不过现在国内外的工业相机厂商都在积极推进，而且有些厂商已经有相关的样机出现。根据USB3 Vision协议，工业 相机的实际传输速度可达到3Gb左右。这个速度将会是现在的千兆网相机的3倍。
1394（火线）1394接口，在工业领域中，应用还是非常广泛的。协议、编码方式都非常不错，传输速度也比较稳定，只不过由于早期苹果的垄断，造成其没有被广泛应用。在工业中，常用的是400Mb的1394A和800Mb的1394B接口。超过800Mb以上的也有，如3.2Gb的，但是比较少见。1394接口，特别是1394B口，都有坚固的螺丝。1394接口不太方便的地方 是其未能普及，因此电脑上通常不包含其接口，因此需要额外的采集卡。
1394接口，需要注意一下其Packet Size数据包大小设置。参看右表。这个Packet Size是整个1394总线的带宽。因此使用1394A时，只有400Mb，所有相机共用4K；1394B时，所有相机共用8K，一个相机时可达到8K满速，两个相机时，只能到达4K半速。
| Camera Speed | Maximum Cumulative Packet Size | | 100 Mbps | 1024 bytes | | 200 Mbps | 2048 bytes | | 400 Mbps | 4096 bytes | | 800 Mbps | 8192 bytes |
1394 Packet Size与总线对应
GIGE千兆网千兆网接口的工业相机，应用中还是非常多的。一般来讲，连接到千兆网卡上，即能正常工作。但是需要注意一些特殊的细节，如早期的NI的软件，可能对千兆网卡的芯片有要求，需要使用INTEL的芯片才可以正常驱动GIGE相机，而使用如Realtek的芯片网卡，就无法响应。另外在千兆网卡的属性中，也有与1394中的Packet Size类似的巨帧。设置好此参数，可以达到更理想的效果。
Camera LinkCamera Link接口的相机，实际应用中比较少。不过其传输速度是目前的工业相机中最快的一种总线类型。一般用于高分辨率高速面阵相机，或者是线阵相机上。
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