升级现有系统或基于即插即用USB3 vision兼容视频接口的新设计，设计人员可以将性能，易用性和成本优势结合起来。gydF4y2Ba

金·克鲁格b|gydF4y2BaPleora技术gydF4y2Ba

14年6月16日上午10:49 |gydF4y2Babdapp安卓手机版 ，gydF4y2Ba移动机器人gydF4y2Ba|gydF4y2BaPleora技术gydF4y2Ba

一旦由于带宽有限和缺乏标准化而被降级为机器视觉视频接口的小联盟，USB可能会成为设计师降低机器人复杂视觉系统成本和复杂性的本源。半岛app官网gydF4y2Ba

机器视觉应用依赖于将无损视频从图像源实时传输到计算平台，以执行时间敏感的分析和决策任务。设计人员通常通过部署传统视频接口(如Camera Link®)或开发自定义解决方案来满足这一要求。向超高速USB的演变，结合USB3 Vision™标准的发展，为设计人员提供了一种具有带宽、成本和易用性优势的替代方案。gydF4y2Ba

本文概述了USB3 Vision标准，并研究了它在机器人应用程序视频接口方面为设计人员和最终用户带来的一些好处。半岛app官网gydF4y2Ba

视频接口挑战gydF4y2Ba

先进的视觉系统必须将高分辨率图像从相机或图像传感器传输到用于实时分析和显示的计算机，并且具有低，一致的延迟(或延迟)。例如，生产线上的拾取垃圾箱的机器人需要将成像数据从相机即时传输到处理器，以便从存储容器中精确定位和选择零件。在几毫秒内，视觉系统必须检测到一个物体，对它和周围环境建模，准确地选择零件，然后规划它的下一个路径。gydF4y2Ba

这些系统中的视频接口——用于格式化图像数据并将其传输到计算机或显示器的硬件和软件——通常基于Camera Link标准或定制设计。这两种方法都有明显的缺点。虽然Camera Link视频接口提供高分辨率传感器所需的带宽和快速帧速率，但权衡的是复杂性和成本。每个摄像头或传感器都需要一个PCIe帧采集器在计算端点捕获数据，以及一个分立的电源。此外，Camera Link布线昂贵、笨重且难以管理。gydF4y2Ba

对于定制解决方案，制造商通常会低估所需的时间、标准专业知识和知识。这些解决方案的开发和维护成本通常很高，在多供应商系统中引入了集成挑战，并且可能分散内部研发资源，使其远离更有价值的核心项目。gydF4y2Ba

USB3视觉基础知识gydF4y2Ba

USB接口已广泛应用于消费者和PC应用，但早期版本支持的带宽不足以满足需要未压缩原始数据进行实时图像分析的机器视觉应用。这与USB标准的第三个主要版本——USB 3.0或超高速USB——发生了变化，它提供了10倍于USB 2.0的带宽，同时解决了功率和处理使用问题。gydF4y2Ba

认识到USB 3.0在实时视频连接方面的潜力，机器视觉行业在2013年推出了USB3视觉标准。USB3 Vision为设计人员提供了一个框架，以解决实时成像系统的性能、成本和可用性要求。数据直接传输到计算机上的现有端口，持续吞吐量接近3gb /s，超过Camera Link Base配置和媲美Medium配置的性能，但不需要在端点上使用多条电缆或专门的PCIe帧捕获器来捕获数据。通过消除对帧采集卡的需求，设计人员可以从更广泛的计算平台中进行选择，包括笔记本电脑，平板电脑和嵌入式处理器。gydF4y2Ba

USB 3.0视频接口提供了超越原始速度的优势，有助于降低成本和提高性能。与传统接口笨重的电缆和连接器相比，灵活、轻便的USB电缆成本更低，安装更简单。为了提高可靠性和易用性，USB3 Vision标准规定了电缆的锁定连接器。视频、控制数据和电力通过一根电缆传输，减少了布线的复杂性，消除了摄像机对外部电源的需求，从而降低了成本和系统占用空间。gydF4y2Ba

USB 3.0还通过使用异步信令(而不是USB 2.0的轮询机制)和直接内存访问(DMA)传输来减少系统开销和CPU使用。因此，更多的处理能力可以专用于视觉应用程序。在多摄像机应用中，通过采用现成的USB 3.0集线器，多个USB 3.0摄像机可以在单个总线上并行运行。相比之下，每个Camera Link摄像机都需要自己的专用电缆和帧捕捉器。距离仍然是USB 3.0接口的最后一个障碍，许多供应商现在推出中继器和有源铜缆和光缆解决方案，将成像源和处理单元之间的潜在距离扩展到超出USB3 Vision标准中描述的初始3米范围。gydF4y2Ba

USB3视觉与机器人半岛app官网gydF4y2Ba

随着USB3 Vision标准的广泛采用，越来越多的符合标准的视频接口产品正在成为现成的解决方案。对于改造项目，外部帧捕获器使得设计人员将现有摄像机的馈源转换为更易于管理的USB3 vision兼容视频相对简单。对于新项目，嵌入式硬件产品允许制造商将USB3 vision兼容的视频连接直接集成到相机和成像系统中，包括用于特殊应用的定制传感器和智能相机头。gydF4y2Ba

iPORT CL-U3外部帧采集器通过将Camera Link相机视为即插即用的USB 3.0产品，减少了设计和布线的复杂性。gydF4y2Ba

在应用图1中，Pleora iPORT™CL-U3外部帧采集器将垃圾箱拾取机器人中现有Camera Link摄像机的图像转换为符合USB3 vision的视频。未压缩的视频-连同电源和控制-以低，一致的延迟通过USB 3.0电缆直接传输到用于分析和显示的计算机上的现有端口。更薄、更轻的USB 3.0电缆可以更快地安装和拆卸不同产品的工作单元，缩短生产周期。gydF4y2Ba

通过消除对PCIe插槽中的帧捕获器的需求，设计人员可以自由选择各种小尺寸和低功耗计算平台，包括笔记本电脑，嵌入式系统和平板电脑。在这个例子中，视频被传输到笔记本电脑进行分析和显示。利用板载可编程逻辑控制器(PLC)， CL-U3外部帧采集器使用输入信号来精确和确定地控制和触发相机和其他视觉系统元素，如区域传感器和光源。gydF4y2Ba

USB3 Vision视频接口减少了组件数量、成本和系统复杂性，同时延长了电池供电服务机器人的使用寿命。gydF4y2Ba

越来越多的机器人制造商正在迁半岛app官网移到嵌入式处理，以帮助实现占地面积、重量和节能优势。然而，随着尺寸的缩小，内部的帧捕捉器已经没有空间了。图2说明了USB3 vision兼容的外部帧抓取器如何通过采用小尺寸计算平台简化用于医疗服务或远程呈现应用的机器人的设计。gydF4y2Ba

在这个例子中，来自用于医疗服务机器人检查和导航的索尼Block相机的图像通过Pleora的iPORT SB-U3外部帧抓取器转换为USB3 vision兼容的视频流。另外，iPORT NTx-U3嵌入式视频接口硬件为系统和相机制造商提供了一种直接将USB 3.0视频连接集成到其产品中的简单方法。然后视频通过高带宽、灵活、低成本的USB电缆直接传输到集成单板计算平台上的端口。通过消除机器人内部的PCIe帧捕获器，设计人员可以降低系统复杂性、组件数量和成本。此外，减少了机器人的重量和功耗，延长了电池寿命，在两次充电之间转化为更多的病人就诊。gydF4y2Ba

成功的组合gydF4y2Ba

工业部门是最早认识到机器视觉可以自动化日常任务并实现更快，更准确的质量检测以提高生产力和利润的部门之一。随着处理能力的提高和图像系统的发展，以支持复杂的实时分析，视频接口面临越来越大的压力，以跟上新的性能需求。升级现有系统或基于即插即用USB3 vision兼容视频接口的新设计，设计人员可以将性能，易用性和成本优势结合起来。gydF4y2Ba

关于gydF4y2BaKimm克鲁格gydF4y2Ba
kim Krueger是Pleora Technologies的营销副总裁，Pleora Technologies是世界领先的视频接口供应商，为系统制造商和相机公司提供视频接口，服务于工业自动化，军事，医疗和运输部门。欲知详情，请浏览gydF4y2Bawww.pleora.comgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

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