導讀

為紅外成像設備數(shù)據(jù)傳輸快速搭橋！友思特嵌入式視覺接口能幫助用戶快速享有 GigE Vision 協(xié)議優(yōu)勢，是紅外成像設備視覺接口集成、開發(fā)高性能相機的高效快捷方案。

引言

紅外熱像儀作為一種非接觸式設備，能夠檢測紅外能量（熱量）并將其轉變成可見光圖像，而紅外熱像儀成像后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜剡M行處理，需要借助工業(yè)中常用的視覺協(xié)議進行數(shù)據(jù)的傳輸。而 GigE Vision 協(xié)議具有傳輸距離長（無中繼時可達100 米）、傳輸效率高并可向上升級到萬兆網(wǎng)、通信控制方便、軟硬件互換性強、支持相機同步PTP(精確時間協(xié)議)、相機多路復用和多播等優(yōu)點，是機器視覺圖像領域的主要接口標準，被越來越多的商家采用。

如下圖，友思特根據(jù)客戶對傳輸性能，研發(fā)成本、集成難易程度等角度出發(fā)，提供嵌入式硬件板卡、高度靈活的 FPGA IP 核和純軟件三種GigE Vison 傳輸解決方案，無縫地將傳感器數(shù)據(jù)從靜態(tài)和動態(tài)FPGA 傳輸?shù)街荚谟行Ы邮崭邘拡D像流的軟件。

嵌入式視覺接口

嵌入式視覺接口板卡作為便于集成，性能穩(wěn)定，性價比高的 GigE Vision 傳輸?shù)挠布鉀Q方案，為紅外熱像儀等成像設備提供了快捷的視覺接口集成，使用戶快速享有 GigE Vision 協(xié)議的優(yōu)勢。

其中，嵌入式視覺接口由FPGA 圖像處理板和GigE 物理接口板組成：

FPGA 板用于與用戶的圖像處理板對接，將輸出的圖像數(shù)據(jù)通過FPGA 板上的pin 腳加載到板卡上；

通過GigE 接口板完成協(xié)議的打包和數(shù)據(jù)輸出；

同時提供額外的GPIO 板卡，用于板卡觸發(fā)或額外的用戶設計功能。

集成接口的連接方式

利用嵌入式接口給紅外相機集成GigE Vision/USB Vision接口，需要用戶的前端的相機/傳感器/電路板提供如圖所示的信號給嵌入式接口的FPGA板，其中包括板卡供電電壓，需要傳輸?shù)南袼乜偩€設計，相機控制信號，以及外部IO觸發(fā)和串口通訊接口。

而對于接入到FPGA板的像素總線信號，主要包括一下幾部分：像素數(shù)據(jù)，像素時鐘信號，幀有效、行有效信號等，如果用戶需要在圖像上插入元數(shù)據(jù)，可以通過MVAL信號的實現(xiàn)。

除此之外，為能夠進行正常圖像傳輸，相機端傳輸時序需要與嵌入式視覺接口像素總線信號格式進行匹配。因此，用戶需要通過FPGA/PLC編程方式，對設備端/相機端的時序進行修改。

友思特嵌入式視覺接口目前提供三種采樣方式供用戶選擇：

FVAL和LVAL電平有效

FVAL和LVAL邊沿有效

FVAL邊沿有效，LVAL電平有效

由此，用戶完成對嵌入式視覺接口和相機/設備模組的硬件集成，此時整個系統(tǒng)可比作一臺普通帶網(wǎng)口的相機/設備，盡享以太網(wǎng)長距離傳輸，組播等優(yōu)勢。

同時，友思特提供對應上位機軟件 eBUS Player 及相應的SDK開發(fā)包，便于用戶能實時觀察傳輸圖像、進行其它性能配置以及與第三方圖像處理庫對接進行二次開發(fā)操作等。

應用場景

1. 紅外設備集成

利用以太網(wǎng)網(wǎng)絡和成本優(yōu)勢，開發(fā)高性能紅外相機、熱像儀、多光譜相機、紫外相機等

友思特的嵌入式解決方案使制造商能夠輕松進行原型設計和推出新的 GigE Vision 和 USB3 Vision 相機，以更快地抓住機遇、最大限度地降低風險并降低成本。傳感器接口硬件具有標準化的并行 LVTTL /LVCMOS /LVDS 接口，包括圖像、行和幀信號。借助這種標準化接口，制造商可以快速創(chuàng)建一系列相機，僅因接口而異，從千兆以太網(wǎng)的 GigE Vision、NBASE-T 或 10 GigE 或 USB 3.0 連接中進行選擇。

2. 醫(yī)療放射成像

利用以太網(wǎng)網(wǎng)絡和成本優(yōu)勢，開發(fā)高性能醫(yī)療面板

數(shù)字射線成像術使用數(shù)字X射線傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)膠片，是最早使用工業(yè)視覺系統(tǒng)網(wǎng)絡開發(fā)的成像技術的之一。而遷移到支持 GigE Vision 的數(shù)字平板探測器（FPD），使系統(tǒng)設計人員可以更輕松地在以太網(wǎng)網(wǎng)絡設備和用于增強、分析和顯示圖像的處理單元之間進行圖像傳輸。GigE Vision over NBASE-T 為這些制造商提供了一條可靠的升級路徑，能夠為網(wǎng)絡和多面板射線照相應用設計下一代更高帶寬的FPD。

友思特的嵌入式接口基于模塊化架構，可通過 GigE、NBASE-T 和 10gige 傳輸高可靠性和低一致延遲的視頻。這使得制造商可以快速輕松地創(chuàng)建具有不同接口選項的 FPD 系列。

3. 智能安檢：X光貨物檢驗

高帶寬、現(xiàn)成的工業(yè)FPD接口解決方案

友思特的嵌入式解決方案有助于減少工業(yè) FPGA 的設計時間和組件成本。接口解決方案將傳感器數(shù)據(jù)從 FPD 轉換為高帶寬的 GigE Vision 流，通過以太網(wǎng)連接以低、一致的延遲傳輸?shù)教幚韱卧惋@示。

4. 醫(yī)療影像

簡化全景放射照相和X射線牙科系統(tǒng)的FPD設計

高帶寬成像傳輸?shù)倪M步也有助于減少患者的輻射劑量。透視設備使用隨時間推移的輻射暴露來提供患者解剖結構的實時X射線圖像。然而，這一過程導致了患者更大的輻射累積。創(chuàng)新性的透視系統(tǒng)通過使用多個移動的X射線源在短短幾秒鐘內從多個增量角度照射組織，最大限度地減少患者的輻射暴露。然而，對于此應用程序來說，傳統(tǒng)接口既不經濟又過于繁瑣。

友思特的嵌入式接口可幫助全景牙科系統(tǒng) FPD 制造商快速輕松地將高性能傳感器連接集成到其產品中。通過一根靈活的以太網(wǎng)電纜傳輸圖像、控制數(shù)據(jù)和供電，確保旋轉成像系統(tǒng)的可靠性能，同時消除滑環(huán)相關的可靠性和成本問題。

友思特低延遲GigE Vision方案產品

iPORT NTx-GigE

1G嵌入式視覺接口，快速為系統(tǒng)和相機添加高性能的GigE Vision 2.0連接。支持IEEE1588精確時間協(xié)議，通過IEEE1588來同步圖像采集能和其他系統(tǒng)設備，以實現(xiàn)準確地圖像采集。

iPORT NTx-U3

快速為系統(tǒng)和相機添加高性能 USB3 Vision 連接，以高達3 Gbps的吞吐量將視頻數(shù)據(jù)轉換為數(shù)據(jù)包；數(shù)據(jù)包化的視頻通過USB 3.0鏈路發(fā)送到接收軟件，延遲時間低并且穩(wěn)定。

iPORT NTx-Deca

可通過靈活的 Copper Cat 10A 以太網(wǎng)電纜無縫處理 10G 視頻和傳感器傳輸，傳輸距離可達 100m。

審核編輯 黃宇