【虹科】成像系統(tǒng)在交通運輸過程中的新應(yīng)用
關(guān)于虹科智能感知虹科智能感知事業(yè)部專注于智能感知與機器視覺領(lǐng)域，已經(jīng)和IDS，Blickfeld和Gidel等有著重要地位的國際公司展開深度的技術(shù)合作。我們的解決方案包括3D激光雷達，工業(yè)相機，視覺處理平臺，圖像采集卡及視覺系統(tǒng)集成等。虹科的工程師積極參與國內(nèi)外專業(yè)協(xié)會和聯(lián)盟的活動，我們非常重視技術(shù)培訓(xùn)和積累，公司定期與國內(nèi)外專家團隊進行交流和培訓(xùn)。
成像技術(shù)的進步使得機器視覺在制造業(yè)方面變得舉足輕重，配合使用相機、傳感器和處理平臺，可以有效提高質(zhì)量、降低成本、提高生產(chǎn)率。如今，成像技術(shù)進一步完善，能夠監(jiān)測制造過程，實現(xiàn)制造過程的自動化，因而其設(shè)計應(yīng)用范圍越來越大。在智能交通系統(tǒng)（ITS）市場，視覺技術(shù)正用于鐵路監(jiān)控和檢測系統(tǒng)。通過采用在自動化生產(chǎn)制造業(yè)廣泛使用的千兆比特以太網(wǎng)（GigE）系統(tǒng)，ITS設(shè)計師可以設(shè)計出能夠進行復(fù)雜分析的解決方案，同時又具有部署快捷、維修方便、使用簡單的特點。本文將對虹科外置式采集卡是如何幫助推動ITS應(yīng)用的部署、可用性和成本優(yōu)勢做扼要說明。具體來講，我們主要探討如何選擇合適的視頻接口——用以對影像數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化并傳送至計算機或顯示器的軟硬件——才能對鐵路檢測成像系統(tǒng)的設(shè)計和性能產(chǎn)生積極影響。GigE：ITS的自然選擇隨著機器視覺擴展到更為廣闊的市場，視頻接口對于支持互操作性、設(shè)計靈活性和成本優(yōu)勢的促進作用越來越重要。視頻互連通常見于機器視覺系統(tǒng)，包括Analog、Camera Link，GigE Vision和USB3 Vision技術(shù)，現(xiàn)在也見于ITS應(yīng)用。使GigE Vision成為機器視覺業(yè)最為廣泛部署的視頻接口標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點中 —— 遠距離電纜布線，更多的計算平臺選擇和聯(lián)網(wǎng)能力——大多數(shù)明顯對ITS應(yīng)用大有裨益。電纜布線：由于具有以太網(wǎng)的遠距離傳輸性能——標(biāo)準(zhǔn)銅纜可傳數(shù)百米、光纖數(shù)千米，而Camera Link僅有數(shù)十米——處理設(shè)備可以更加方便地加以安置。在鐵路檢測系統(tǒng)中，處理設(shè)備可以從露天跨軌信號桿處移到防護更好、易于接近的場所或集中到操控中心。另外，以太網(wǎng)供電（PoE）電纜“一線”式安裝，將系統(tǒng)從攝像機必需的硬連線供電中解放了出來,進一步簡化了部署、降低了成本。最近引入的 802.11上的無線視頻接口GigE Vision徹底淘汰了電纜布線，從而減少了材料費，安裝費和維護費用。GigE Vision為檢測應(yīng)用開辟全新的天地，它能夠讓一臺攝像機向多個端點傳送視頻，也能讓多臺攝像機向一個端點傳送頻，或兩者混用。如果主PC脫機，檢測功能可由后備PC承擔(dān)，無需切換線纜或更改軟件設(shè)定。在多攝像機應(yīng)用中，整合者可能會使用一系列聯(lián)網(wǎng)的低成本攝像機來代替單個性能較高、價格昂貴的攝像機。
Fig.1 在鐵路檢測系統(tǒng)中，虹科10 GigE外置式采集卡提高了系統(tǒng)可靠性并降低了成本從而有助于最大限度地提高效率和減少停機時間鐵路檢測中的GigE鐵路檢測是一項復(fù)雜的ITS應(yīng)用，它利用多攝像機多光譜成像系統(tǒng)監(jiān)控車廂和貨物，檢測鐵軌、聯(lián)結(jié)器、車輪、剎車和其他部件。先進的圖像視覺系統(tǒng)能夠進行更詳細、更迅速的檢測以及大量信息來提高安全性，同時又能使效率達到最大化，減少停機時間。在路邊自動檢測系統(tǒng)中，如圖1所示，沿軌道布置的以及在高架跨軌信號桿上設(shè)置的一系列攝像頭用于捕獲運行列車上關(guān)鍵部件的的影像。由于Camera Link Full攝像頭具有高帶寬的優(yōu)點，所以其通常被布置在該類系統(tǒng)中，但由于攝像頭電纜布線復(fù)雜、距離有限且缺乏網(wǎng)絡(luò)支持，設(shè)計師必須采取一定的補償措施。或者，采用虹科的10GigE外置式采集卡可以把Camera Link Full攝像機轉(zhuǎn)變?yōu)榉螱igE Vision標(biāo)準(zhǔn)的攝像機，從而可以利用低成本、遠距離的以太網(wǎng)路線纜以及現(xiàn)成的交換設(shè)備使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎帱c實時視頻網(wǎng)絡(luò)。在此例中，外置式抓幀器的一體式可編程邏輯控制器（PLC）使多個位置傳感器、攝像機和光源同步工作并觸發(fā)圖像采集過程。外置式采集卡把Cameral Link Full攝像機拍攝的圖像轉(zhuǎn)換為符合GigE Vision接口標(biāo)準(zhǔn)的視頻流，然后通過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)級光纖電纜以Camera Link Full最大速率6.8 GB/s直接將非壓縮視頻傳輸至計算機的端口，并具有一致的端對端延遲。利用10 GigE超過1000 米的長傳輸距離，可將處理和圖像分析設(shè)備從軌道旁移走或集中放置在操作中心。
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Fig.1 在鐵路檢測系統(tǒng)中，虹科10 GigE外置式采集卡提高了系統(tǒng)可靠性并降低了成本從而有助于最大限度地提高效率和減少停機時間鐵路檢測中的GigE鐵路檢測是一項復(fù)雜的ITS應(yīng)用，它利用多攝像機多光譜成像系統(tǒng)監(jiān)控車廂和貨物，檢測鐵軌、聯(lián)結(jié)器、車輪、剎車和其他部件。先進的圖像視覺系統(tǒng)能夠進行更詳細、更迅速的檢測以及大量信息來提高安全性，同時又能使效率達到最大化，減少停機時間。在路邊自動檢測系統(tǒng)中，如圖1所示，沿軌道布置的以及在高架跨軌信號桿上設(shè)置的一系列攝像頭用于捕獲運行列車上關(guān)鍵部件的的影像。由于Camera Link Full攝像頭具有高帶寬的優(yōu)點，所以其通常被布置在該類系統(tǒng)中，但由于攝像頭電纜布線復(fù)雜、距離有限且缺乏網(wǎng)絡(luò)支持，設(shè)計師必須采取一定的補償措施。或者，采用虹科的10GigE外置式采集卡可以把Camera Link Full攝像機轉(zhuǎn)變?yōu)榉螱igE Vision標(biāo)準(zhǔn)的攝像機，從而可以利用低成本、遠距離的以太網(wǎng)路線纜以及現(xiàn)成的交換設(shè)備使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎帱c實時視頻網(wǎng)絡(luò)。在此例中，外置式抓幀器的一體式可編程邏輯控制器（PLC）使多個位置傳感器、攝像機和光源同步工作并觸發(fā)圖像采集過程。外置式采集卡把Cameral Link Full攝像機拍攝的圖像轉(zhuǎn)換為符合GigE Vision接口標(biāo)準(zhǔn)的視頻流，然后通過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)級光纖電纜以Camera Link Full最大速率6.8 GB/s直接將非壓縮視頻傳輸至計算機的端口，并具有一致的端對端延遲。利用10 GigE超過1000 米的長傳輸距離，可將處理和圖像分析設(shè)備從軌道旁移走或集中放置在操作中心。
外置式圖像采集卡HK iPORT CL-Ten
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通過10 GigE傳輸Camera Link相機的視頻，延遲時間低并且穩(wěn)定
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為設(shè)計人員提供不同配置的產(chǎn)品選擇，以滿足其系統(tǒng)要求
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iPORT CLTen Full支持單臺Full(包括Deca和80位)模式Camera Link像機
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iPORT CLTen Dual Medium支持傳輸2臺Medium模式或Base模式像機
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支持PoCL標(biāo)準(zhǔn)為相機提供電源
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可編程邏輯控制器(PLC)允許用戶準(zhǔn)確地測量、同步、觸發(fā)和控制其他視覺系統(tǒng)部件
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RS232和GPIO控制外部設(shè)備
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符合GigE Vision和GenICam標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)多廠商環(huán)境下的互操作性
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GenICam集成開發(fā)包（包含iPORT AutoGen XML生成工具和固件參考設(shè)計組成）提供一個高效簡潔的GenICam交互界面
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