为机器视觉应用程序选择合适的接口是相机选择过程中的关键决策。以下部分概述了不同类型的电缆和连接器，可用于机器视觉应用以及相关的优点和缺点。

机器视觉界面通常有两种类型:专用的和普通的。

专用的接口

适用于需要使用这种接口的超高速度或超高分辨率应用程序;例如，行扫描摄像机用于检查连续流过程，如纸或塑料薄膜生产，摄像机经常工作在kHz范围。然而，这些接口往往更昂贵，更不灵活，并增加了系统的复杂性。CarmeraLink(支持高达6.8Gbit/s的数据传输)CoaXPress(支持高达12Gbit/s)专用的机器视觉接口，通常用于此类应用。除了摄像头，使用这些接口的系统还需要帧捕捉器。这些是专门用于接收图像数据并将其组装成可用图像的适配器卡。专用机器视觉接口也使用专用电缆，这使得与其他外围设备的集成更具挑战性。

CoaXPress(级)

CoaXpress接口于2008年推出，以支持高速成像应用。CXP接口使用75欧姆同轴电缆，支持数据传输速度高达6.25Gbit/s每通道，具有使用多个通道的能力，以支持更快的数据传输速率。一根CXP电缆可以提供高达13W的电力每根电缆，并要求“设备”和“主机”都支持GenICam摄像机编程接口。虽然单线同轴电缆是便宜的，但设置多线电缆组件和帧抓取器的成本增加非常快。

CameraLink

Cameralink标准在2000年通过自动成像协会（AIA）在2000年推出，并逐步升级以支持更高的数据速度，有一些需要两个电缆进行传输的版本。可用的三种主要配置包括基础（2.04Gbit / s），中等（5.44Gbit / s）和Deca / Extended（6.8Gbit / s）。基本标准使用MDR（“MINI D色带”）26引脚连接器，而介质/全配置使用第二个电缆的容量加倍。Deca / Extended版本超出亚拉马克统计的限制，载有高达6.8 Gbit / s的数据。与CXP接口一样，Cameralink需要帧抓取器，并且另外需要与相机链路（POCL）标准的电源兼容，以便为电力提供电源。icamerink缺少任何纠错或重新发送功能，需要通过最大化信号完整性来尝试和消除丢弃图像的昂贵和繁琐的电缆设置。

消费者界面

这些接口使机器视觉摄像机能够使用广泛可用的USB和以太网标准与主机系统连接。对于大多数机器视觉应用，USB 3.1 Gen 1和千兆以太网消费者接口提供了方便，速度，简单和负担能力的获胜组合。此外，消费者接口支持机器视觉实现的广泛可用的硬件和外设。USB和以太网集线器，交换机，电缆和接口卡可以在Amazon到当地的计算机或电子商店购买一系列价格点以满足您的确切要求。大多数PC，笔记本电脑和嵌入式系统包括至少一个端口，每个千兆以太网和USB 3.1 Gen 1。

这些类别的接口之间最明显的差异是它们的带宽。对于给定分辨率，更快的接口使得更高的帧更高的帧（图1）。更快的接口使您可以在不牺牲吞吐量的情况下捕获更多图像或捕获更高分辨率的图像。

例如，半导体晶片检测系统从8”晶片升级到12”晶片，就需要更高分辨率的摄像头。在这种情况下，系统设计人员将需要在保持现有接口和用更高的分辨率换取更低的吞吐量之间进行选择，或者升级到更快的接口来维护，或者提高吞吐量。

图1所示。每个接口可用的带宽与传感器分辨率和产生的帧速率。

您应该考虑对分辨率，帧速率，电缆长度和主机系统配置的要求，以确保您在不花费超过您所需的情况下获得性能。Flir的机器visions相机支持所有三个可信和广泛的接口。

通用串行总线（USB）

USB无处不在。环顾四周，数一数你周围的USB设备和配件的数量。明白我们的意思了吗?大多数USB机器视觉摄像机使用USB 3.1 Gen 1接口。该接口为摄像机和主机系统提供高达4gb /s的图像数据带宽。USB3 Vision标准通过定义一套通用的设备检测、图像传输和摄像机控制协议，确保了广泛的摄像机和软件之间的兼容性。

图2所示。USB 3.1 Gen1线(USB到锁定USB)

USB支持直接内存访问(DMA)。通过这种DMA功能，图像数据可以从USB直接传输到内存中，以便软件使用。DMA加上对USB的广泛支持以及几乎任何硬件平台上USB控制器驱动程序的可用性，使得USB非常适合用于嵌入式系统。USB 3.1 Gen 1的5m最大电缆长度一般不是嵌入式系统的问题。USB 3.1 Gen 1可以简化系统设计，为相机提供高达4.5 W的电源。最近开发的USB Power Delivery规范允许一些主机为设备(如快速充电的手机)提供更多的电源，该规范独立于基本USB 3.1 Gen 1标准，尚未被机器视觉摄像机制造商采用。

图3所示。不同类型的USB连接器

高灵活性USB电缆有助于最大限度地提高相机必须反复移动的系统中电缆的寿命。有源光缆（AOC）可用于大大延长工作距离并提供电磁干扰（EMI）电阻。有源光缆的性能取决于吞吐量要求和主机系统配置。当使用光缆时，即使是通过电缆供电的那些，FLIR也建议使用GPIO外部使用电源摄像机。此外，锁定USB电缆提供电缆，摄像机和主机系统之间的安全连接。在购买锁定电缆之前，FLIR建议检查锁定螺钉位置和间距兼容性，因为有几种选择。

USB 3.1 Gen 1可在FLIR Blackfly S -套和板级版本，以及微小的Firefly S。

千兆以太网（GigE）

GigE提供高达1Gbit/s的图像数据带宽。它的简单性、速度、最大100米电缆长度和通过一根电缆为相机供电的能力，使其成为一个非常受欢迎的相机接口。以太网电缆具有坚固的屏蔽。这是理想的环境与高电磁干扰，因为接近强大的电机发现在一些机器人和计量设备。FLIR GigE摄像头还支持包重发功能，进一步提高传输可靠性。

与USB不同，GigE不支持DMA。包含图像数据的数据包被传送到主机，在复制到软件可访问存储器之前，它们必须重新组装成图像帧。这个过程对于现代pc机来说很简单，尽管它可能会导致一些系统资源有限的低功耗嵌入式系统的延迟。

图4所示。千兆以太网/千兆网线(RJ45 ~ RJ45)

千兆以太网的广泛采用意味着从电缆到交换机的支持产品范围非常广泛，随时可以满足任何项目需求。GigE摄像头支持IEEE1588 PTP时间同步协议，使摄像头和其他以太网设备(如执行器和工业可编程逻辑控制器)在精确同步的公共时间基础上运行。

以太网在许多行业的广泛采用使得许多专用电缆和连接器可以用于各种用例。例如，有设计用于防止电磁干扰(EMI)、高温和耐化学性的以太网电缆，而有些则满足高灵活性的要求等等。

以太网电缆根据其结构有一个类别编号。CAT5e是GigE中最常见的，而CAT6A、CAT7和CAT8可用于增加EMI电阻，但代价是增加成本和电缆直径。一些工业设备使用X-Coded M12(图3，右)连接器，以提供更高的屏蔽，然而，对于大多数应用，熟悉的RJ-45连接器已经足够好，并以更低的成本提供更大的说服力。此外，螺钉锁定RJ45连接器容易增加额外的安全到RJ45电缆。

图5所示。无所不在的RJ45连接器(左)和较不常见的X-Coded M12连接器(右)

注意:RJ45连接器连接和断开速度快。X-Coded M12连接器(右)连接速度较慢，但在IP级版本中更健壮。

GigE可在FLIR Blackfly S -套和FLIR Blackfly S -板水平相机。

10个千兆以太网(10 gige)

10GigE在GigE的基础上，将带宽提高到10Gbit/s。10GigE是高分辨率3D扫描、体积捕获和精密计量的理想界面。GigE和10GigE可以以多种方式组合。支持将多个GigE摄像机连接到10ge交换机，通过主机系统的单个10ge接口支持多个GigE摄像机全速运行。虽然CAT5e电缆将用于距离小于30米的10GigE摄像机，但推荐使用CAT6A或更高的电缆。

10Gbit/sec是一个很大的数据量!拥有高速cpu、PCIe 3.0和双通道内存的现代PC系统可以很好地处理这个问题，而更高性能的系统可以支持多个10GigE摄像头。系统资源减少的嵌入式系统通常缺乏跟上传入图像数据所需的内存带宽和处理器速度。

10GgiE可用于FLIR Oryx相机。

总结

许多机器视觉应用程序都使用消费者接口和专用接口。在前几节中提到的优缺点最终将决定一个特定用例的适用性。然而，性能、易用性、广泛可用性和低成本的组合，使消费者界面成为大多数机器视觉应用程序的一个有吸引力的选择。