机器视觉:高速、远距离通信
CoaXPress (CXP)是一种用于视频数据传输的高速点对点串行通信标准，可通过单根或多根同轴电缆进行扩展。它有一条高达6.25Gb/S的高速下行链路用于视频、图像和数据传输，还有一条速度较低的20Mb/S上行链路用于通信和控制。
简单来说，机器视觉是一种使用相机、计算机和照明源来做出决定的能力。在过去的十年中，每一个组件(相机、计算机和照明器)都经历了快速的变化，改变了成像领域，使机器视觉更加强大、可扩展且价格合理。
虽然我们都很清楚PC架构的日常发展以及从模拟相机到数字相机的迁移，但机器视觉中还有一个很少被提及的组件:相机和计算机之间的接口技术。
摄像机需要将数据传输到计算机，以便在相对较短的时间内完整地到达。在模拟相机流行的时候(其中一些仍然流行)，这个接口是相机和数据采集板(称为帧采集板)之间的BNC同轴连接。帧抓取器通常是一个PCI接口，适合主板，允许数据在相机和计算机内存之间无缝传输。
就像照相机、计算机和照明技术的发展一样，帧抓取器也在发展——现在最常见的是主板上的PCIe插槽。现代的帧抓取器能够携带LVDS、RS422和Camera Link等接口。框架抓取器也正在开发，以处理最新的机器视觉接口，CoaXPress。
CoaXPress接口最近被自动化成像协会(AIA)、欧洲机器视觉协会(EMVA)和日本工业成像协会(JIIA)的联合机构采用，统称为G3。CoaXPress将同轴电缆的简单性与串行数据技术相结合，允许在区域扫描和线性扫描应用程序中长距离传输高速图像数据，即使是由当今最大、最快、最需要带宽的CMOS传感器捕获。这种应用程序远远超出了现有接口的功能。
CoaXPress细节
CoaXPress (CXP)是一种用于视频数据传输的高速点对点串行通信标准，可通过单根或多根同轴电缆进行扩展。它有一条高达6.25Gb/S的高速下行链路用于视频、图像和数据传输，还有一条速度较低的20Mb/S上行链路用于通信和控制。电缆也可通过同轴电缆供电(“同轴电缆供电”)，电缆长度可超过130米，比双绞线长得多。
行业分析师普遍预计，CoaXPress将在未来3-4年内成为机器视觉领域增长最快的接口。这得益于一系列优势，包括:标准75欧姆同轴电缆的低成本、超快的数据传输速率和可实现的更远距离。对于更高的数据速率，可以使用多个CXP通道。CoaXPress可扩展至4个端口，实现25Gb/s的数据吞吐量。尽管距离很远，CoaXPress允许触发事件从主机发送到摄像机，反之亦然，延迟和抖动最小。
由于使用标准同轴电缆，但提供令人印象深刻的带宽，CoaXPress不仅吸引了机器视觉社区的兴趣，还吸引了医疗、军事和安全领域的集成商的兴趣，这些领域通常部署传统同轴电缆。通过“重新利用”已经安装的同轴电缆，CoaXPress简化了从模拟到数字视频的迁移。
为了更好地理解这些优点，让我们看一个应用程序示例:车牌读取器。在欧洲，标准的车牌足够大，便于阅读，18到20英寸。长板，4英寸。高，大，粗体，无阻碍字体。美国的车牌是12英寸。x 6。,apart from up to seven alphanumeric characters, there is also a state name and sometimes an image on the plate. This leads to a lot of confusion at low resolutions, for example deciphering whether the plate of a car that drove through a toll booth without paying was ABC123 or A8CIZ3. The processing center would have to verify the car make and interaction with the registry, which in turn dramatically reduces efficiency. If the resolution and data delivery were sufficiently quick, it would be a simple read. However, while a higher resolution camera would offer the solution, an interface is needed to bring the data back to the processing center extremely quickly—a distance typically further than twisted pair cable can handle even with repeaters.
CoaXPress接口将在这里发挥重要作用。美国高速公路上安装了几个模拟交通摄像头。这些数据通过同轴电缆以11Mb/S的速度从摄像机传输到计算机。考虑一下在一个CXP链路上返回的数据量(650Mb/S)。这将使路线上的交通图像非常清晰，还可以更好地传播有关交通积压、事故或故障的信息。这些图像足够清晰，可以在智能手机应用程序上看到。由于CXP提供同轴电缆供电，因此不需要额外的布线工作。
其他CXP应用程序
未来几年，CoaXPress将在机器视觉的许多方面发挥至关重要的作用。当设计师们坐下来使用这个新的界面时，更多的想法将会形成，CoaXPress将使机器视觉更有效地执行。
- Donal wade是马萨诸塞州沃本BitFlow的销售总监。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程，设备工程,Consulting-Specifying工程师，mhoske@cfemedia.com．
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