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??? 千兆以太網(wǎng)相機(jī)已成為工業(yè)領(lǐng)域圖像處理的重要組成部分。除了IEEE1394以及攝像機(jī)鏈路技術(shù)（Camera Link）之外，千兆以太網(wǎng)技術(shù)業(yè)已成功確立了其自身地位。在林林總總的應(yīng)用場合中，該技術(shù)已經(jīng)贏得了相當(dāng)?shù)氖袌龇蓊~，并彰顯了其優(yōu)勢。盡管剛開始受到懷疑，涉及到是否適用于工業(yè)需要、數(shù)據(jù)傳輸、CPU負(fù)載能力等，但是客戶很快接受了這種新接口技術(shù)。能被接受的原因不僅僅在于以下的明顯優(yōu)勢，例如相機(jī)的簡單風(fēng)格設(shè)計、電纜線長度可達(dá)100米、有時還會有大的成本節(jié)約。就安裝數(shù)量上看，在用于專業(yè)數(shù)據(jù)處理場合的數(shù)字相機(jī)接口上，千兆以太網(wǎng)是發(fā)展明顯最快的一類。另外，千兆以太網(wǎng)技術(shù)的某些未來發(fā)展趨勢已經(jīng)被認(rèn)同，而這些發(fā)展趨勢都是因?yàn)橄鄼C(jī)使用者的需求推動的。
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GigE(千兆以太網(wǎng))視覺征服線陣掃描相機(jī)領(lǐng)域
??? 當(dāng)前，GigE在面陣掃描相機(jī)上的使用很普遍。但是到目前為止，僅有極少數(shù)相機(jī)制造商能應(yīng)對線陣掃描相機(jī)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。然而，對GigE線陣掃描相機(jī)的需求還是得到了明顯的認(rèn)可，伴之而來的也有少數(shù)相機(jī)供應(yīng)商的巨大成功。
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??? 先前，線陣掃描相機(jī)領(lǐng)域一直被相機(jī)鏈路（Camera Link）接口獨(dú)占。然而，隨著對系統(tǒng)成本降低要求的不斷發(fā)展，導(dǎo)致了Gige領(lǐng)域的1K 和 2K 線陣傳感器的產(chǎn)生。使用GigE線陣掃描相機(jī)時，例如Basler的runner系列相機(jī)，客戶不需要使用價格不菲的一些零部件，諸如圖像采集卡和相機(jī)鏈路專用電纜，僅僅使用以太網(wǎng)卡和花費(fèi)不高的網(wǎng)卡就夠了。除了這些成本上的節(jié)約之外，技術(shù)上也有不少優(yōu)勢：使用了最新一代傳感器的當(dāng)代線陣掃描相機(jī)，導(dǎo)致了明顯改善的圖片質(zhì)量——具有12位的色彩深度。與廣泛存在的舊式鏈路相機(jī)提供的圖像相比，這也是便于更好區(qū)分的圖像——而舊式相機(jī)早在十年前甚至更久前就發(fā)展起來了。
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??? 新興的GigE線陣掃描相機(jī)得益于已存在的面陣掃描相機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)。相應(yīng)地，經(jīng)過數(shù)據(jù)庫的處理，圖像處理軟件的整合已經(jīng)輕松成為可能。通過本身的邏輯處理，該使用標(biāo)準(zhǔn)保證了GigE視覺為基礎(chǔ)的相機(jī)支持實(shí)時使用和自動檢測、糾正數(shù)據(jù)傳輸錯誤。例如，通過再次發(fā)送有錯誤的數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)傳輸錯誤得到糾正。另外，每一幅抓取的圖片都擁有不會混淆的命名方式，這也保證了連續(xù)檢測的可能性。因此說，GigE視覺為基礎(chǔ)的相機(jī)代表了更為強(qiáng)大可靠的圖像處理解決方案。
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GigE視覺支持異形相機(jī)系統(tǒng)的安裝
??? 很多客戶希望得到“熱插拔”解決方案，現(xiàn)在GigE相機(jī)已開始成為可能。GigE相機(jī)的另一個發(fā)展趨勢也開始呈現(xiàn)，不妨給出該標(biāo)準(zhǔn)的靈活性上的相關(guān)佐證：在安裝的異形系統(tǒng)中，線陣和面陣相機(jī)可以綜合于同一系統(tǒng)。但是，這也產(chǎn)生了驅(qū)動程序兼容性的挑戰(zhàn)性要求，而不僅僅局限于調(diào)整網(wǎng)絡(luò)帶寬、同步性、程序觸發(fā)、程序事件之類的簡單工作。由Basler提供的GigE驅(qū)動，功能新興強(qiáng)大，滿足了以上的所有需求。打個比方，如果系統(tǒng)中的面陣掃描相機(jī)處于空跑模式而線陣相機(jī)使用編碼器觸發(fā)，帶寬使用的區(qū)域就會不同，這取決于被拍攝對象的圖像采集速度。這種情形下，數(shù)據(jù)包可能丟失，過度觸發(fā)現(xiàn)象可能發(fā)生，或者產(chǎn)生由于其它運(yùn)行時間條件導(dǎo)致的干擾，而驅(qū)動的工作就是為了阻止此類情況的發(fā)生。除了融入各種相機(jī)技術(shù)的邏輯連接之外，上述情形也經(jīng)常出現(xiàn)另一挑戰(zhàn)，也就是利用電纜實(shí)際地連接各種相機(jī)。通常，相機(jī)彼此實(shí)際距離很遠(yuǎn)，而電纜需通過電纜管道連接到中央PC上。這種情況下，以太網(wǎng)接口開始發(fā)揮其另一作用，電纜長度超過100米也就成為了可能。這樣，擁有各種相機(jī)的異形系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，并有很高的性價比。
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??? 一位亞洲港口操作人員的案例展示了“現(xiàn)實(shí)世界”中對驅(qū)動、電纜的需求是如何被毫無困難的解決的：卡車經(jīng)過時，通過Basler線陣相機(jī)掃描其運(yùn)載的集裝箱，進(jìn)一步分析運(yùn)往的目的地。另外，車牌照的圖像攝取后和運(yùn)輸單據(jù)相關(guān)聯(lián)。該異形管理系統(tǒng)的簡單程度讓人記憶深刻，而且是低成本的解決方案，包括了3個線陣掃描相機(jī)，2個面陣掃描相機(jī)，一個標(biāo)準(zhǔn)切換開關(guān)，一臺工業(yè)PC。
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GigE 視覺技術(shù)令相機(jī)更可靠
??? 千兆以太網(wǎng)以及GigE視覺通訊協(xié)議的另一個突出的特點(diǎn)是支持異步信號。其特征是，支持相機(jī)和并行圖像數(shù)據(jù)中的應(yīng)用之間相互交換信息。
??? 對過度觸發(fā)發(fā)出提示信號的程序事件特點(diǎn)就是一個例子，這在一些新型線陣掃描相機(jī)中得到了實(shí)現(xiàn)，比如Basler 的runner系列相機(jī)。當(dāng)線陣相機(jī)獲取圖片的信號觸發(fā)速度過快而超過了相機(jī)本身能執(zhí)行的速度時，上述特點(diǎn)幫助發(fā)現(xiàn)此類問題。過去，很多老式的相機(jī)因?yàn)椴荒軝z測到過度觸發(fā)的問題，往往造成圖像的丟失。這種情況在相當(dāng)長的時間內(nèi)不易被引起注意，同時被采集圖像的對象并未得到完整掃描，而且潛在的缺陷也讓人忽略掉了。但是現(xiàn)在，利用異步信號的最優(yōu)化GigE線陣掃描相機(jī)，就能針對以上問題發(fā)出提示信號給系統(tǒng)，這也是質(zhì)量控制應(yīng)用領(lǐng)域中必不可少的優(yōu)勢。某種意義上說，GigE技術(shù)幫助制造商和用戶降低了出錯率，令監(jiān)測系統(tǒng)更可靠。
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GigE視覺加快驅(qū)動的換代并推動了向64位支持發(fā)展的趨勢
??? 對64位技術(shù)的迫切需要，反映了客戶對相機(jī)制造商需求的另一發(fā)展趨勢。隨著工業(yè)不斷專注于消費(fèi)市場，這種趨勢不斷形成，并隨著微軟 Vista 64 位或 Intel 64 位處理器的實(shí)現(xiàn)一起發(fā)展。64位數(shù)據(jù)技術(shù)提供了應(yīng)對飛速增長的龐大數(shù)據(jù)處理的可能性。利用高分辨率的傳感器，這種使用首次支持對大范圍物體的檢測。以12位色彩深度掃描復(fù)雜色彩細(xì)節(jié)物體時，短時間內(nèi)會產(chǎn)生數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)操作系統(tǒng)上，在存儲空間的最大極限——取決于操作系統(tǒng)——能滿足的前提下，利用5百萬像素的相機(jī)可以獲得最高長達(dá)32秒的圖像序列。
當(dāng)前基于微軟 Vista 64位或者Linux 64位操作平臺64位GigE驅(qū)動已經(jīng)達(dá)到這個極限，并支持更長的圖像序列。以汽車應(yīng)用為例，汽車應(yīng)用能借助這個優(yōu)勢，并通過利用64位技術(shù)贏得更重要的競爭優(yōu)勢。
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??? 以上諸多案例強(qiáng)調(diào)了千兆以太網(wǎng)技術(shù)以及GigE視覺標(biāo)準(zhǔn)的一些基本的優(yōu)勢。在用于數(shù)字工業(yè)相機(jī)的接口技術(shù)領(lǐng)域上，千兆以太網(wǎng)必將繼續(xù)扮演決定性的甚至更重要的角色，這也是帶寬、電纜長度、多種相機(jī)的使用不斷增加的活躍技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。進(jìn)一步說，萬兆位以太網(wǎng)為將來提供了更為清晰的技術(shù)前景。這種情況下，帶寬會增加十倍，以支持對上述優(yōu)勢的更好應(yīng)用。而且，GigE視覺標(biāo)準(zhǔn)也會發(fā)揮作用。因此，基于GigE視覺的解決方案能為將來、甚至現(xiàn)在提供技術(shù)和商業(yè)上的可靠保障。
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