Frame Grabber – card de interfață
Capturați, convertiți, procesați
În aceste zile trăim într-o lume a datelor digitale. Aproape toate dispozitivele noastre electronice folosesc un fel de memorie pentru a ne stoca datele, dar mai întâi, datele trebuie să fie capturate și transferate în stocare. Când vine vorba de industria Machine Vision, cantitățile de date transferate pot fi enorme și nu pot fi transferate direct în stocare. Pentru a face față acestei probleme, industria a dezvoltat un frame grabber – cardul intermediar care conectează camera la un computer și „prinde” cadrele capturate de cameră și asigură un transfer fluid al datelor către dispozitivul de stocare. Acest dispozitiv electronic vă permite să capturați și să convertiți date în cadre digitale care pot fi procesate și stocate în continuare.
Interfețe
Deși dispozitivele noastre inteligente folosesc conectivitate fără fir, domeniul industrial folosește în mare parte conexiuni prin cablu pentru a asigura cele mai bune rate de date și securitate generală. Există puține interfețe moderne când vine vorba de interfețe în Machine Vision și fiecare dintre acestea are avantajele și limitările sale, așa că decizia finală trebuie luată de client.
Camera Link
Camera Link este una dintre interfețele industriale standard. Proiectat având în vedere robustețea și performanța înaltă, CL poate fi o soluție excelentă pentru camerele din toate intervalele de preț și pentru o gamă largă de specificații – de la camere mici, cu rezoluție scăzută, până la camere de top cu frame-rate ridicat și rezoluții de mai mulți megapixeli. Interfața Camera Link este recomandată pentru rate de date de la 100 MB/s până la aproximativ 800 MB/s. Pentru a fi clasificate ca fiind compatibile Camera Link – componentele trebuie să îndeplinească o serie de standarde.
Avantaje
combinație excelentă între preț și performanță
rate mari de date
cabluri standardizate
o mare varietate de componente compatibile
CoaXPress 2.0
Interfață de mare viteză, alegere perfectă pentru aplicații cu mai multe camere cu un debit mare de date. Cardurile de interfață CXP-12 pot gestiona 12,5 Gbps per canal, cu până la 4 canale disponibile. CoaXPress 2.0 poate profita din plin de cele mai bune camere fără probleme sau restricții de date. Cele mai mari transferuri de date posibile pe distanțe lungi fac din CXP-12 o interfață unică în domeniul MV.
Avantaje
potrivit pentru aplicații cu cea mai mare cerere
conectori robusti pentru soluții industriale
gamă largă de camere compatibile și alte accesorii
GigE
Gigabit Ethernet sau „GigE” este cea mai utilizată interfață pentru cameră în Machine Vision. Această interfață este definită de standardul de vizualizare GigE din 2006. Iterația actuală a lui GigE este capabilă să gestioneze rate de transfer de date (până la 120 MB/s) pe distanțe de până la 100 de metri. Aplicațiile GigE sunt ușor de configurat, în special cu camerele cu PoE (Power over Ethernet) care permit transferul de date și alimentarea camerei cu un singur cablu. Gigabit Ethernet cu mufa RJ-45 standard este adesea alegerea preferată pentru integratori. Cardurile de expansiune pentru GigE vă permit să adăugați 2 sau 4 camere la configurație și sunt echipate cu funcții precum PoE (Power-over-Ethernet).
USB 3 (USB 3.1 Gen 1)
În ultimii câțiva ani, USB s-a dezvoltat ca unul dintre standardele cele mai frecvent utilizate în Machina Vision. Configurarea ușoară, formatul de priză familiar și performanța generală excelentă îl fac o alegere universală pentru diverse aplicații MV. De la introducerea sa, USB a suferit unele îmbunătățiri, dintre care cea mai importantă a fost odată cu introducerea USB 3.0 – performanțe mai mari și robustețe sporită au făcut ca USB 3.0 să fie și mai de dorit în aplicațiile Machine Vision. Al doilea eveniment important în USB 3.0 a fost lansarea oficială a USB3 Vision Standard. Acest standard introdus în ianuarie 2013 asigură că componentele conforme îndeplinesc cerințe stricte și oferă cea mai înaltă performanță. Deși camerele USB nu necesită în mod explicit framegrabber, uneori poate fi necesară o placă de expansiune pentru a configura sisteme cu mai multe camere. Sunt disponibile variante de carduri cu 2, 3 sau 4 porturi independente.
Avantaje
lățime de bandă de până la 350 MB/s
compatibilitate ridicată cu alte componente
stabilitate și o ușoară gestionare a erorilor
PCI
Deoarece frame grabber leagă camera și computerul împreună, este important să vă asigurați că datele pot fi transferate eficient pe computer. Standardul actual PCIe x4 (Peripheral Component Interconnect Express) permite performanțe și fiabilitate foarte înalte, dar gazda dvs. trebuie să fie compatibilă cu PCIe x4 pentru a stabili un flux de date robust și eficient.
Pre-procesare
Pentru a scăpa parțial de stresul de calcul din partea CPU, dispozitivele de capturare a cadrelor pot preprocesa datele de imagine primite. Funcțiile moderne de preprocesare ale cardurilor de interfață transferă în siguranță datele achiziționate fără pierderi de calitate. Caracteristici precum compresia sau selectarea automată a zonelor de imagine (Regiune de interes, ROI) pot reduce presiunea asupra gazdei și pot face întreaga procesare mai ușoară.
FPGA
Matricea de porți programabilă în câmp, așa cum sugerează și numele, permite integratorului să programeze cardul în funcție de nevoile sistemului actual. Circuitul extrem de eficient și de înaltă performanță al FPGA este crucial în special în cele mai solicitante aplicații.
Unele dintre posibilitățile de preprocesare disponibile
• Debayering de înaltă calitate
• Tabele de căutare (LUT)
• Oglindire, răsturnare, rotire a imaginii
• Compensarea pixelilor morți
• Echilibrarea albului
• Compensarea pixelilor morți
• Corectarea umbririi
• Eliminarea zonele neclare
• Reducerea zgomotul din imagine, prin medierea sau folosind diferite filtre, de ex. filtre de netezire
• Interval dinamic ridicat (HDR) pentru a compensa zonele din imagine care sunt prea luminoase sau prea întunecate
• Rectificare geometrică pentru normalizarea formelor structurilor, de ex. prin transformări afine
• Măriți contrastul, de ex. folosind Look-Up-Tables (LUT) deja în timpul achiziției imaginii, precum și aplatizarea sau întinderea histogramei
• Conversia spațiului de culoare
• Filtrare
VisualApplets
VisualApplets este un mediu de dezvoltare integrat IDE pentru aplicații în timp real proiectat pentru procesoarele FPGA de filiala Mannheim (fostă Silicon Software). Software-ul VA vă ajută să programați FPGA într-o interfață grafică ușoară, fără programare hardware, cu posibilitatea de a adăuga propriile biblioteci pentru a vă ajusta sistemul la cerințe. Setarea unui sistem robust necesită să se ia în considerare toate componentele din care va fi compus sistemul. Camera de înaltă performanță, cu lentile perfect potrivite și alte accesorii, nu va funcționa la maxim dacă datele nu pot fi transferate în stocare și analizate. Framegrabber acționează ca un intermediar – conectează camera cu computerul gazdă și se asigură că performanța rămâne la același nivel superior în orice moment.