Standard GigE Vision
W aplikacjach wizji maszynowej niezwykle istotną kwestią jest szybkie i niezawodne przesyłanie danych pomiędzy kamerą a komputerem. Obecnie najpopularniejszymi interfejsami wykorzystywanymi w przemyśle są Gigabit Ethernet, USB 3.0, Camera Link oraz CoaXPress.
GigE Vision jest standardem przesyłania danych po sieci Ethernet opracowanym przez wiodących producentów komponentów automatycznych. Został on opracowany w celu ujednolicenia protokołów komunikacyjnych dla kamer przemysłowych. Dzięki GigE Vision możliwe jest również tworzenie oprogramowania oraz sprzętu kompatybilnego ze sobą.
Cechy
Interfejs Gigabit Ethernet zdobył swoją popularność wśród kamer przemysłowych dzięki swojej uniwersalności – kamery z interfejsem Gigabit Ethernet mogą zastąpić kamery analogowe praktycznie w każdej sytuacji, oferując przy tym znacznie większe prędkości i rozdzielczości.
Aplikacje oparte na interfejsie Gigabit Ethernet cechują się bardzo dużą elastycznością oraz są stosunkowo proste w instalacji dzięki maksymalnej długości kabla do nawet 100 metrów oraz prędkości przesyłanych danych do 100 MB/s.
Co więcej, kamery oparte na interfejsie GigE mogą być zasilane poprzez kabel sieciowy (technologia PoE – Power over Ethernet). Aby możliwe było zasilanie kamery za pomocą PoE konieczne jest umieszczenie pomiędzy kamerą a komputerem specjalnego switcha lub innego urządzenia, które zapewni przesłanie zasilania do urządzenia. Technologia PoE pozwala na uproszczenie instalacji i zredukowanie okablowania, gdyż nie ma potrzeby używania oddzielnych kabli zasilających.
Porównanie popularnych interfejsów
Każdy z wymienionych we wstępie interfejsów ma swoje wady i zalety, dlatego też dla każdej aplikacji należy przeanalizować który z interfejsów lepiej spełni założone wymagania.
Biorąc pod uwagę prędkość przesyłania danych, interfejsy USB 3.0, Camera Link oraz CoaXPress oferują odpowiednio następujące prędkości: 350 MB/s, 850 MB/s oraz 6,25 Gbit/s (za pomocą jednego kabla koncentrycznego). Mimo że GigE Vision jest wolniejszy od tych interfejsów, często nie stanowi to przeszkody, gdyż w wielu aplikacjach nie występuje potrzeba wysyłania tak dużej ilości danych.
Wysoka prędkość interfejsów USB 3.0, Camera Link oraz CoaXPress ma swoją cenę. USB 3.0 cechuje się dużym ograniczeniem ze względu na długość kabla, która nie może przekraczać kilku metrów, podczas gdy interfejsy Camera Link oraz CoaXPress wymagają dodatkowo frame grabberów do przeprowadzenia akwizycji obrazów, co zwiększa znacząco koszty systemu.
Poniżej można zobaczyć tabelę ilustrującą cechy poszczególnych interfejsów.
| Interfejs | Długość kabli | Prędkość | Koszt okablowania | „Plug and play” | Praca w czasie rzeczywistym |
|---|---|---|---|---|---|
| GigE Vision | 100 m | 100 MB/s | Niski | Tak | Tak (GigE Vision 2.0) |
| USB3 Vision | 8 m | 350 MB/s | Średni | Tak | Tak |
| Camera Link | 10 m | 850 MB/s | Wysoki | Nie | Tak |
| CoaXPress | 68 m | 800 MB/s (na jedno złącze) | Średni | Nie | Tak |
GigE Vision 2.0
W 2011 roku został wydany nowy standard dla interfejsu GigE – GigE Vision 2.0. Standard ten, przy zachowaniu zalet poprzedniej wersji, usprawnia takie rzeczy jak szybkość transferu danych, transfer małych plików oraz możliwość synchronicznej pracy wielu urządzeń.
GigE Vision 2.0 oficjalnie wprowadza wsparcie dla sieci 10 Gigabit Ethernet, dzięki czemu możliwy jest szybszy transfer danych. Ponadto jednym z celów wprowadzenia nowego standardu było zredukowanie ilości danych, jakie muszą zostać wysłane, aby przesłać obraz do komputera. Poprzedni standard wymuszał przesłanie kilku pakietów „ogłaszających” format obrazu, który miał zostać przesłany. Takie podejście stawało się nieefektywnie dla małych obrazów, gdyż konieczne było częste wysyłanie dodatkowych pakietów. GigE Vision 2.0 wprowadziło tak zwany jednoczesny transfer („All-in Transmission”), dzięki któremu możliwe stało się przesłanie obrazu w jednym pakiecie, co poprawia jakość transferu danych po sieci Ethernet.
Szczególnie ważnym elementem nowego standardu jest protokół PTP (Precision Time Protocol). Dzięki niemu możliwe stało się tworzenie wielokamerowych systemów czasu rzeczywistego. Protokół pozwala na synchronizację kamer w sieci Ethernet z dokładnością nawet nanosekund. Możliwa jest również synchroniczna praca kamer w trybie „free run”. Ciekawą opcją jest również możliwość wyzwalania kamery po sieci Ethernet (Trigger over Ethernet), co pozwala zrezygnować z kabli I/O.
Kamery GigE Vision w ofercie Avicon
Firma Avicon posiada w swoim portfolio bogatą ofertę kamer wiodących producentów, takich jak Basler, Cognex, FLIR i innych.
Kamery firmy Basler cechują się bardzo dobrym stosunkiem jakości do ceny. Firma Basler jest zdecydowanym numerem jeden w zakresie ilości sprzedawanych kamer przemysłowych, co świadczy o niezawodności i uniwersalności tych kamer. Bogaty wybór kamer obrazowych i liniowych opartych na standardzie GigE Vision pozwala dobrać odpowiednią kamerę do większości możliwych aplikacji.
Kamery inteligentne firmy Cognex, w odróżnieniu od kamer przemysłowych, nie wymagają komputera – proces analizy obrazu realizowany jest przez procesor w kamerze. Dzięki temu instalacja systemu wizyjnego jest prostsza i szybsza.
Kamery termowizyjne FLIR również oparte są na standardzie GigE Vision. Świetnie sprawdzają się w zastosowaniach naukowych, automatyki oraz diagnostyki maszyn i budynków. W wielu aplikacjach, takich jak produkcja części i komponentów do przemysłu samochodowego czy elektronicznego, dane termiczne są krytyczne. Podczas gdy systemy wizji maszynowej są w stanie zdiagnozować problemy produkcyjne, nie potrafią one wykryć nieprawidłowości termicznych. Kamery FLIR umożliwiają termiczne obrazowanie, które zapewnia wiele pożytecznych informacji dla specjalistów produkcyjnych. Na polu bezkontaktowego, precyzyjnego pomiaru temperatury obrazowanie za pomocą kamer termowizyjnych FLIR nie ma sobie równych.
Kontakt
W razie wszelkich pytań dotyczących oferty komponentowej bądź integracyjnej można kontaktować się mailowo pod adresem info@avicon.pl bądź telefonicznie pod numerem +48 22 631 03 71.