用于机器视觉的USB3和GigE图像采集卡

在本文中，我们将讨论两种平台的USB3和GigE接口以及图像采集卡，它们被普遍用于许多现代机器视觉系统。

我们将重点介绍这两种方案的优缺点，以及市场上针对这两种平台的比较好的图像采集卡方案。我们还将深入研究USB和GigE的技术规格，讨论这些平台在机器视觉领域得到普遍应用的因素。

GigE Vision的历史

千兆以太网 (GigE) 视觉是一种可靠的机器视觉接口标准，于2006年推出。在该标准推出之前，Camera Link 等数字接口以及标准模拟接口在机器视觉行业中很流行，但它们受到速度和/或电缆长度的限制。

 

 

GigE Vision 通过使用标准以太网电缆并提供更快的数据传输速度解决了这些问题。这使得将机器视觉系统集成到工厂现有的网络基础设施中变得更加容易，从而提高了其在工业和制造过程中的普及程度。

USB3 Vision 的历史

直到2013年AIA推出该平台后，USB3 Vision才开始出现，该平台基于成熟的计算机接口，图像数据流传输速率为5 Gbit/秒。这为从事机器视觉项目的OEM和系统集成商提供了出色的省时、即插即用接口解决方案。

 

如今，配备USB3接口的机器视觉相机已普遍普及，可提供高速数据传输、高图像质量和低延迟，以满足工业和制造流程的需求。USB技术的不断发展反过来可能会确保其在机器视觉领域以及标准计算机接口领域的相关性。

千兆以太网图像采集卡

正如我们在本系列中迄今为止所讨论的那样，图像采集器是一种硬件设备，用于在机器视觉相机和计算机系统之间创建接口，以促进机器视觉成像。它们使用卡上处理将图像数据从相机传输到计算机，就GigE视觉而言，它们专门设计用于GigE机器视觉相机，后者使用以太网式RJ-45连接器，通常使用CAT5e和CAT6a电缆来高速传输数据。 

GigE图像采集卡通常用于机器视觉应用，例如工业自动化、质量控制和检测系统。它们与图像处理软件配合使用，可以分析和解释相机捕获的图像数据。

USB3图像采集卡

和GigE图像采集卡一样，USB3图像采集卡将图像数据从USB3相机传输到计算机。由于两种接口均符合GenICam标准，即插即用功能使这两种选择对OEM和系统集成商都具有吸引力。但有趣的比较不在于这两种图像采集卡之间的相似之处，而在于它们之间的差异。

GigE和USB3图像采集器之间的差异

那么，GigE和USB3图像采集卡之间的主要区别是什么？

电缆距离

USB3和GigE Vision图像采集卡之间的主要区别在于距离限制。USB3.1 Gen1适合5米长的电缆，而Gen2将此限制推高至10米。对于相机和系统位于同一台机器、外壳或站点的应用来说，这已经足够了，但可能会限制那些希望在电缆上增加距离的人。

GigE Vision的远距离性能是USB3 Vision所不具备的。GigE、5GigE 和 10GigE 均可在100米以内的距离提供快速、可靠的成像。25GigE级别真正突破了可能性的界限，它能够从10公里以内的相机提供高带宽图像流。

带宽

在较低级别，USB3和GigE在带宽方面实际上没有太大区别。标准GigE提供1Gbps的数据传输速度，这是本次比较中一个比较低的，因此适用于带宽要求比较低的机器视觉应用。在中间级别，USB3.1 Gen1和5GigE都提供5Gbps的图像传输速度，而USB3.1 Gen2和10GigE则将标准提高了5Gbps。

这是USB3带宽上限，也是GigE突破这一上限的地方。10GigE 和 25GigE 分别提供高达 10Gbps和25Gbps的带宽，使其成为从事要求苛刻的工业机器视觉应用的高级用户的理想选择。

价格

当然，性能与价格息息相关。USB3以适中的价格提供了上述所有功能，非常适合大多数用户 - 它是一种成熟的接口，功能齐全，价格实惠。

GigE在其迭代中达到了同样的目标，高可达 10GigE左右，随着性能的提高，价格也随之上涨。25GigE 价格昂贵，但对于严格的应用来说却具有突破性的强大功能。