千兆以太网工业相机八相机系统方案详细概述

　　随着机器视觉的发展，单相机系统在机器视觉中的局限性越来越明显，多相机系统已成为机器视觉发展的趋势。针对单相机系统的局限，本文提出了以千兆以太网工业相机组成的八相机机器视觉应用方案。该方案成功解决了单相机系统的局限性，能同时检测多个目标，且已有成功应用案例。

　　国内自动化产业的迅速发展为机器视觉带来了更为广阔的市场空间，而机器视觉系统的核心部件工业相机也同样得到巨大的发展。因此，高性价比的多相机机器视觉系统显得极为重要。多相机系统中各相机可以相互独立的工作，对产品进行不同角度的检测。目前，多相机系统在立体监控、工业检测等领域得到广泛应用，比如：半导体和 LED 行业的集成和封装设备制造、多表面检测、晶体行业等。限制多相机系统的主要技术瓶颈为计算机资源占用率和带宽。目前，市面已有四相机系统。该类相机在一定程度上克服了多相机系统的技术瓶颈，可以同步采集图像，也可工作于触发模式，但该类相机系统在应用上仍存在一定的局限性，即只能从四个角度进行图像采集，当目标需要采集的图像多于四个面的时候，该类相机系统有一定局限性。比如烟盒包装检测系统，需要检测烟盒的六个面，如采用四相机系统，则需要两组相机系统，两台电脑，增加了成本。针对四相机系统只能从四个角度进行图像采集或只能检测四个目标的缺陷，本方案提出了可以从八个方向采集图像或者可以同时检测八个目标的八相机系统。

　　常用的工业相机的接口类型通常有：USB、IEEE1394、千兆以太网（GigE）。现有的 USB 接口类型包括 USB2.0 和 USB3.0，USB2.0 的带宽为 40MB，传输距离 5m，主要特点：易用，成本低，无标准协议，但稳定性差；USB3.0 的带宽 400MB，传输距离 3m，有标准协议，但成本很高。1394a/1394b 带宽为 40MB/80MB，传输距离 4.5m，主要特点： CPU 占用低，适用于多相机场合，有标准的 DCAM 协议，但长距离传输价格高。GigE 的带宽为 100MB，传输距离 100m，主要特点：传输距离远，线缆价格低，但 CPU 占用稍高，对主机要求配置较高。从上分析可知，各接口的主要特点如下：USB接口相机主要存在稳定性差，带宽没保证、 CPU占用率高和不适合长距离传输的缺陷。1394带宽较USB2.0宽，但长距离传输价格高。在当前计算机配置越来越高的环境下，主机的配置已不是GigE的局限，此外，GigE接口传输距离远，线缆价格低，非常适合长距离多相机场合。综合对比各接口类型的特点和本方案的实际需求情况，本方案采用GigE做为相机接口。