Le tecnologie di visione artificiale si stanno rapidamente evolvendo con nuove interfacce GigE (Gigabit Ethernet) che emergono per soddisfare le crescenti esigenze di larghezza di banda e velocità di trasferimento dei dati. In questo articolo esaminiamo le diverse opzioni di interfaccia GigE vision disponibili oggi sul mercato, con focus su 2,5GigE, 5GigE, 10GigE e 25GigE, mettendole a confronto con lo standard consolidato 1GigE Vision per aiutarti a scegliere la soluzione più adatta alle tue applicazioni di visione industriale.
1GigE: il pioniere della visione industriale
Lo standard 1 Gigabit Ethernet, introdotto nel 2006, ha posto le basi per numerose applicazioni di visione artificiale. Con una velocità di trasferimento dati di 125 MB/s su distanze fino a 100 metri, è stato ampiamente utilizzato per applicazioni con requisiti di larghezza di banda relativamente modesti. Tuttavia, con l’aumento delle risoluzioni delle telecamere e delle frequenze di fotogrammi, 1GigE Vision sta iniziando a mostrare i suoi limiti, spingendo gli utenti a cercare alternative più veloci. Sebbene la compressione sia stata spesso utilizzata per superare le limitazioni di larghezza di banda di 1GigE, questa soluzione comporta un maggiore utilizzo della CPU/GPU e può introdurre problemi di latenza.
2.5GigE Vision: un passo avanti
La piattaforma 2.5 Gigabit Ethernet rappresenta un’importante evoluzione nel panorama della visione industriale entry-level, con il potenziale di ridefinire gli standard di velocità di trasferimento dei dati. Molti produttori hanno adottato questo nuovo standard per la sua capacità di rispondere alle crescenti esigenze di larghezza di banda senza un aumento significativo dei costi.
1GigE con compressione vs 2.5GigE standard
Un “trucco” comune utilizzato dagli utenti di 1GigE è l’uso della compressione, spesso necessaria per ottenere velocità di trasferimento affidabili quando si lavora con immagini ad alta risoluzione o con frequenze di fotogrammi elevate. Un esempio rilevante è la gamma di termocamere Blackfly S GigE di Teledyne FLIR, che offre compressione lossless configurabile direttamente, rappresentando una soluzione versatile e potente da considerare.
Tuttavia, sebbene la compressione possa sembrare una soluzione efficace in teoria, in pratica comporta un notevole utilizzo della CPU/GPU, spostando il problema da un’area all’altra. Con l’avanzare delle funzioni di elaborazione delle immagini, specialmente quelle basate su apprendimento profondo, i limiti di 1GigE diventano sempre più evidenti e difficili da superare.
L’interfaccia da 2.5GigE Vision offre una soluzione efficace a questi problemi, con una velocità di trasferimento superiore a 300 MB/s. Questa capacità la rende non solo adeguata per supportare i sensori delle telecamere più recenti, ma anche capace di gestire la complessità delle applicazioni moderne, fornendo una larghezza di banda sufficiente senza dover ricorrere alla compressione, migliorando così l’efficienza complessiva del sistema.
Telecamere da 2.5GigE: la nostra scelta
La telecamera Triton2 IP67 2.5GigE si distingue non solo per le sue prestazioni, ma anche per le sue dimensioni compatte di 29x44x45 mm e una larghezza di banda che è il 250% superiore a quella di 1GigE. Queste caratteristiche, combinate con il supporto per il Power over Ethernet (PoE) e un eccellente rapporto qualità-prezzo, rendono la Triton2 un upgrade significativo rispetto alle telecamere 1GigE e una valida alternativa alle soluzioni USB 3.0. Questo la rende ideale per chi cerca un equilibrio tra prestazioni elevate e facilità di integrazione in sistemi esistenti.
Triton2: la prima telecamera industriale al mondo da 2,5GigE
Interfaccia 5GigE: perché sceglierla
Il 5GigE offre un vantaggio significativo posizionandosi come una soluzione intermedia ideale tra le interfacce da 1 e 10 Gigabit Ethernet. Le telecamere 1GigE, sebbene compatte e accessibili, sono limitate da un’ampiezza di banda massima di 125 MB/s, che non è più adeguata per i moderni sensori CMOS ad alta risoluzione e velocità. Con l’evoluzione dell’Industria 4.0, queste limitazioni rendono il 1GigE una soluzione sempre meno competitiva.
D’altra parte, le telecamere 10GigE Vision offrono una larghezza di banda eccezionale con velocità di trasferimento fino a 1,25 GB/s, ma a un costo significativo in termini di dimensioni, consumo energetico e complessità. 5GigE Vision si distingue quindi come una soluzione ottimale, combinando una larghezza di banda sostanzialmente migliorata senza le complicazioni e i costi associati al 10GigE. Questa interfaccia rappresenta il perfetto equilibrio per applicazioni che richiedono più potenza e velocità rispetto a 1GigE, ma non necessitano delle capacità avanzate di 10GigE.
Una telecamera eccellente da 5GigE
La telecamera Teledyne FLIR Forge 5GigE si distingue come una soluzione eccellente per chi cerca una combinazione di prestazioni elevate e compattezza. Con una risoluzione di 5MP, una frequenza di fotogrammi fino a 120fps e dotata di un sensore Sony IMX54, la Forge 5GigE offre un’ottima versatilità per una vasta gamma di applicazioni networking GigE di visione artificiale. Inoltre, la Forge 5GigE supporta velocità di collegamento di 1, 2.5 e 5GigE, rendendola una piattaforma estremamente versatile per chi desidera espandere e adattare i propri sistemi di visione alle diverse esigenze operative, garantendo una grande flessibilità e capacità di integrazione con le interfacce GigE esistenti.
Telecamera Flir Forge con interfaccia 5GigE
10GigE: L’Interfaccia GigE Vision ad alte prestazioni
Il 10GigE rappresenta un notevole progresso rispetto allo standard 1GigE, offrendo una larghezza di banda massima di 10 Gbps e la capacità di supportare cavi fino a 100 metri di lunghezza. Questa interfaccia GigE Vision è particolarmente adatta per applicazioni che richiedono la trasmissione di dati e fotogrammi ad alta velocità su lunghe distanze, come i sistemi di visione industriale avanzati.
Grazie alla sua elevata capacità di trasferimento, 10GigE consente l’uso di sensori ad alte prestazioni, gestendo senza problemi risoluzioni elevate e frequenze di fotogrammi rapide. Questa combinazione di velocità e versatilità rende 10GigE la scelta ideale per applicazioni in cui le performance sono critiche, offrendo un equilibrio perfetto tra potenza, velocità e affidabilità in ambienti industriali esigenti.
Telecamere 10 GigE: Oryx 10GigE di Teledyne FLIR
Le telecamere Oryx 10GigE di Teledyne FLIR sono parte di una pluripremiata famiglia di dispositivi che permettono di sfruttare i sensori più recenti, supportando velocità di trasferimento dati fino a 10 Gbps.
Oryx 10 GigE di Teledyne Flir
Telecamere 10 GigE: Atlas10 di LUCID Vision Labs
Un’altra eccellente opzione nel campo delle telecamere 10GigE è rappresentata dai modelli Atlas10 di LUCID Vision Labs. Queste telecamere utilizzano la rete Ethernet 10 Gigabit con interfaccia gige Power over Ethernet (PoE) e sono equipaggiate con sensori CMOS Pregius S di quarta generazione di Sony.
Allineamento attivo dei sensori nell’Atlas10 di LUCID Vision Labs
25GigE: l’interfaccia di visione artificiale più avanzata
Essendo uno standard relativamente nuovo, le opzioni di telecamere 25GigE sono ancora limitate. Tuttavia, LUCID Vision Labs ha annunciato il prossimo lancio della Atlas25, una telecamera che promette prestazioni eccezionali. Grazie alla tecnologia 25 Gigabit Ethernet e ai sensori CMOS Pregius S di quarta generazione di Sony, l’Atlas25 è progettata per offrire alta risoluzione e velocità elevate, rendendola ideale per applicazioni avanzate come la realtà virtuale e l’ispezione industriale. Questa telecamera mira a soddisfare le esigenze dei professionisti che richiedono prestazioni superiori.
Coming Soon..
Schede di rete offload: come potenziare i sistemi di visione a 10GigE e 25GigE
Le schede di rete offload, come la GevIQ di Zebra-Matrox, rappresentano un’evoluzione delle tecnologie GigE frame grabber. Queste schede sono progettate per gestire la pesante elaborazione delle immagini direttamente sulla scheda, liberando la CPU e la GPU del PC host. Con una capacità di offload fino a 25 Gigabit/s per porta, queste schede possono supportare fino a 32 telecamere su due porte 25GigE, inclusi i dispositivi da 1, 2,5, 5 o 10GigE. Questa tecnologia permette di gestire facilmente installazioni complesse e migliora l’efficienza operativa dei sistemi di visione avanzati.
GevIQ NIC di Zebra – Matrox
Standard GigE Vision a confronto
Somiglianze:
– Compatibilità: Tutte le interfacce, da 1GigE a 25GigE, sono compatibili con lo standard di networking GigE Vision, garantendo interoperabilità e semplicità di configurazione.
– Tipi di connessione: Utilizzano connettori standardizzati, permettendo l’utilizzo di infrastrutture esistenti senza necessità di aggiornamenti complessi.
– Consumo energetico: Aumenta gradualmente da 1GigE a 25GigE, anche se la specifica dipende dal modello di telecamera e dal tipo di cavo utilizzato.
Confronto tra lunghezza dei cavi, larghezza di banda e prezzo di tutte le interfacce GigE
Differenze:
– Larghezza di banda: Varia significativamente tra le interfacce. 1GigE Vision offre una larghezza di banda di 125 MB/s, mentre 10GigE arriva fino a 1.250 MB/s e 25GigE raggiunge 3.125 MB/s, rendendola la soluzione più veloce e avanzata.
– Distanza del cavo: 1GigE, 2.5GigE, 5GigE e 10GigE supportano cavi fino a 100 metri, mentre 25GigE può estendersi fino a 10 chilometri utilizzando cavi in fibra ottica avanzati.
– Rapporto qualità-prezzo: Aumenta con le opzioni 10GigE e 25GigE, riflettendo le capacità superiori e la maggiore larghezza di banda che offrono. Tuttavia, 25GigE rappresenta una tecnologia all’avanguardia, con un costo significativamente più alto, giustificato dalle sue prestazioni senza pari.
Come scegliere il dispositivo giusto per la tua applicazione?
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