Interfacce per telecamere e schede PC per sistemi multi-telecamera
Offriamo diverse interfacce per ottenere le massime prestazioni nel turo sistema multicamera: CXP-12, USB 3.0 o GigE. La scheda PC giusta garantisce una trasmissione stabile delle immagini per ogni applicazione.
Ultimo aggiornamento: 09/03/2026
I fatti più importanti sulle interfacce delle telecamere e sulle schede PC per i sistemi multicamera
La scelta della giusta interfaccia della telecamera (CXP-12, USB 3.0 o GigE) e della scheda PC è fondamentale per le prestazioni, la scalabilità e l'affidabilità dei sistemi multicamera.
GigE è considerata un'interfaccia particolarmente adatta per le configurazioni multicamera, in quanto consente notevoli lunghezze di cavo, elevata scalabilità e integrazione flessibile.
Le schede PC (schede di interfaccia) sono il collegamento centrale tra telecamere e PC e svolgono un ruolo fondamentale nel determinare la velocità di trasmissione dei dati, la stabilità del sistema e la facilità di integrazione, soprattutto nei sistemi multicamera più complessi o più grandi.
Un confronto tra le interfacce delle telecamere per i sistemi multicamera
Le interfacce CXP-12, USB 3.0 o r GigE presentano vantaggi e svantaggi propri per i sistemi multicamera, che possono giustificare la rispettiva scelta a seconda dell'area di applicazione e dello scenario di utilizzo.
CoaXPress (CXP) è uno standard consolidato nell'elaborazione industriale delle immagini che convince per l'alta velocità, la bassa latenza e le massime prestazioni. A seconda dei requisiti, viene utilizzata una scheda di interfaccia a basso costo o un frame grabber tecnicamente avanzato.
Dal 2006 Gigabit Ethernet (GigE) è uno standard leader nell'elaborazione industriale delle immagini. Grazie a lunghezze di cavo fino a 100 m, facile integrazione di più telecamere e ampio supporto IT, è particolarmente preferito per applicazioni espandibili e versatili.
L'USB 3.0 può essere utilizzato per l'elaborazione industriale delle immagini grazie allo standard USB3 Vision stabilito nel 2013 con interfacce e regole di comunicazione definite. L'USB 3.0 è uno standard comune nel mercato consumer, pertanto l'hardware comune supporta l'USB 3.0.
Le proprietà delle interfacce
Caratteristiche | CXP-12 | GigE | - 2x USB 3.0 |
|---|---|---|---|
Larghezza di banda | Molto elevato (12,5 Gbps per canale) | Alto (1-10 Gbps) | Standard (>350 MBps) |
Lunghezza del cavo | Fino a 40 m (oltre 100 m con larghezza di banda ridotta) | Fino a 100 m (espandibile tramite interruttori) | fino a 8 m |
Plug-and-play | Sì | Sì | Sì |
Soluzioni a cavo singolo | Dati & Alimentazione tramite cavo coassiale | Sì (possibilità di PoE) | eventualmente con HW aggiuntivo |
Flessibilità del sistema | Sincronizzazione precisa (fino a 4 telecamere) | Elevata scalabilità | Molto flessibile per sistemi singoli e piccoli |
Disponibilità dell'hardware | Buona disponibilità | Elevata scalabilità | Ampiamente utilizzato |
Carico della CPU | basso | 3-15 % (ottimizzabile) | basso |
È necessario un frame grabber | Per lo più | No | No |
Costo | Alto (a causa del frame grabber) | basso | basso |
Dimensioni della telecamera | Tende ad essere più grande (a causa del sensore/calore) | Compatto | Compatto |
Complessità multi-camera | Limitato (fino a 4) | Elevata scalabilità, ma attenzione al carico della CPU | Difficile da >4 telecamere (limitazione della larghezza di banda) |
Attrezzatura aggiuntiva | È necessario un frame grabber o una scheda di interfaccia | Per ottenere le massime prestazioni è necessaria una scheda di interfaccia | Non sono necessarie schede aggiuntive |
Prestazioni della CPU | - | Standard circa 10-15 % (ottimizzabile al 3-8 %) | - |
Role and selection of suitable PC cards for multi-camera setups
The correct selection and configuration of suitable PC cards (interface cards) is crucial for the reliable and scalable operation of multi-camera systems. They form the central link between machine vision cameras and industrial PCs, are installed in the PC, and digitize the analogue camera signals. They ensure smooth image capture and transmission, and have a significant influence on system stability and the image transmission rate.
Importanza delle schede PC nei sistemi multicamera
Le schede PC sono il componente centrale per le configurazioni multi-camera, a meno che non si tratti di semplici sistemi USB 3.0. Sono assolutamente indispensabili per le configurazioni GigE e CXP e determinano la velocità dei dati, la lunghezza dei cavi, la scalabilità e la facilità di integrazione per lo sviluppatore.
Suggerimenti per la scelta delle schede PC adatte
Se il controller host integrato del PC è già dotato di periferiche, si consiglia l'uso di schede PC dedicate per evitare disturbi.
Idealmente, per garantire la compatibilità e la stabilità del sistema, si dovrebbero utilizzare solo driver testati e approvati dal produttore.
I chipset dedicati sulle schede PC aiutano a risparmiare potenza di calcolo e a ottimizzare le prestazioni.
Alcune schede PC alimentano direttamente la telecamera (PoE), rendendo superflui cablaggi e alimentatori aggiuntivi.
GigE come interfaccia di esempio per le configurazioni multi-camera
GigE è ideale per i sistemi multicamera grazie ai suoi vantaggi tecnici ed economici. La scelta e la configurazione di schede di interfaccia potenti è fondamentale per garantire l'affidabilità funzionale, la scalabilità e la semplicità di integrazione negli ambienti industriali.
Necessità di schede PC speciali: Il PC standard dispone solitamente di una sola porta GigE, che di solito è già utilizzata per le attività di controllo. Per le applicazioni multicamera sono quindi necessarie schede PC aggiuntive, che forniscono più porte e la larghezza di banda richiesta.
Larghezza di banda e numero di porte: le telecamere per la visione artificiale richiedono l'intera larghezza di banda della rispettiva porta. Il collegamento di più telecamere a una singola porta del PC tramite uno switch non è solitamente pratico a causa delle limitazioni della larghezza di banda.
Tipi di schede di interfaccia: In pratica, si utilizzano solitamente schede di interfaccia GigE con 1, 2 o 4 porte e larghezza di banda di 1 Gbit/s. I modelli con un numero di porte ancora maggiore sono rari, ma possono sostituire componenti di rete aggiuntivi e potenziali fonti di errore e ridurre la complessità del sistema.
Funzione PoE: Molte schede di interfaccia supportano la tecnologia Power over Ethernet (PoE). Ciò consente di implementare una soluzione a un solo cavo, che semplifica l'alimentazione e riduce i costi di cablaggio.
Soluzioni avanzate per un gran numero di telecamere: Le schede di interfaccia da 10 Gbit/s sono disponibili anche per le configurazioni con molte telecamere. Ciò consente, ad esempio, di far funzionare a piena potenza dieci telecamere da 1 Gbit o anche più telecamere tramite l'uso di uno switch. Le telecamere con più di 1 Gbit richiedono schede di interfaccia da 10 Gbit/s, poiché le soluzioni da 5 Gbit/s non soddisfano attualmente i requisiti. Le schede da 10 Gbit/s sono generalmente compatibili con le versioni precedenti.
Scenari applicativi per sistemi multicamera con telecamere GigE
La scelta di un cavo di trigger diretto, di PoE o di trigger software, nonché la selezione e il numero di schede di interfaccia determinano l'architettura di base del sistema. Di conseguenza, lo spettro va da una soluzione semplice con una sola telecamera a un sistema multi-camera altamente scalabile.
La tabella mostra quali tecnologie e infrastrutture sono adatte al numero di telecamere.
Dimensione del sistema | Alimentazione / infrastruttura | Attivazione | Benefici | Caratteristiche speciali / Note |
|---|---|---|---|---|
1-4 telecamere | Cavo di attivazione (diretto) o PoE opzionale | Classico tramite cavo di attivazione | Bassa complessità, cablaggio semplice | PoE non assolutamente necessario |
5-8 telecamere | PoE della scheda di interfaccia (soluzione monocavo) | Informazioni sul trigger software | Meno cavi, maggiore flessibilità | Possibilità di attivazione via software <4 |
Fino a 10 telecamere | Scheda di interfaccia 10GigE (1 porta) + switch 10GigE | Informazioni sul software | Scalabilità, larghezza di banda completa | Ogni telecamera collegata a 1 Gbit/s |
Fino a 20 telecamere | Scheda di interfaccia 10GigE (2 porte) + switch 10GigE | Informazioni sul software | Gestione centrale, massima scalabilità | Due porte raggruppano fino a 20 telecamere |
Applicazioni con sistemi multicamera
L'uso simultaneo di più telecamere è fondamentale nelle applicazioni industriali di elaborazione delle immagini, ad esempio per la triangolazione 3D, l'analisi del movimento, le ispezioni di qualità o le applicazioni in catena di montaggio. Che si tratti dell'acquisizione precisa di un calcio di rinvio nel calcio o dell'ispezione di componenti conformi agli standard, i sistemi a più telecamere forniscono tutti i dati d'immagine pertinenti in punti precisi e definiti nel tempo.
Ispezione ferroviaria
L'ispezione regolare dei binari è essenziale per la sicurezza del trasporto ferroviario. I moderni veicoli di ispezione utilizzano quattro telecamere GigE per ispezionare la parte superiore e laterale delle rotaie alla ricerca di eventuali difetti.
Le configurazioni multi-telecamera sono utilizzate anche per il controllo qualità sui treni in movimento: Tre telecamere GigE riprendono i vagoni e le ruote da diverse posizioni, fino a una velocità di 60 km/h.
Le lunghe tratte dei cavi consentono un collegamento affidabile tra il sistema del veicolo e la sala di controllo, assicurando così un efficiente rilevamento dei guasti durante il funzionamento.
Applicazioni sportive
I sistemi di analisi basati su telecamere supportano le applicazioni di tennis e calcio ai massimi livelli. Nel tennis cinque telecamere registrano ogni movimento della palla e del giocatore e valutano automaticamente tutte le variazioni dei colpi.
Nel calcio professionistico, tre telecamere GigE riprendono senza soluzione di continuità l'intero campo. Le immagini vengono unite in un panorama video ad alta risoluzione in tempo reale grazie a un software che include una funzione di panoramica e zoom per un controllo completo e un'analisi dettagliata.
Applicazione in linea di montaggio
In una tipica applicazione della linea di assemblaggio di un'automobile, diverse telecamere GigE di Machine Vision controllano, ad esempio, i telai anteriori per verificarne l'accuratezza e la completezza dimensionale. L'illuminazione LED ottimizzata garantisce un'illuminazione uniforme.
Ogni telecamera funziona in un ciclo temporizzato con precisione e l'acquisizione di immagini richiede solo pochi secondi. La tecnologia Power-over-Ethernet riduce al minimo il cablaggio e semplifica la manutenzione e l'installazione.
È controllato centralmente tramite software. L'otturatore elettronico rapido consente di ottenere immagini affidabili anche a velocità elevate del nastro.
Logistica
Consegne rapide e precise di merci sono essenziali per catene del valore efficienti.
I sistemi automatizzati accelerano e rendono sicuri i processi logistici e di approvvigionamento dei materiali.
Le interfacce GigE con cavi lunghi fino a 100 metri rendono i sistemi multicamera ideali per i grandi magazzini e contribuiscono in modo significativo all'ottimizzazione dei processi.
Retail
Nel settore del commercio al dettaglio, i sistemi di telecamere sono utilizzati in vari modi, ad esempio nelle macchine per il reso, nelle casse automatiche e per analizzare il comportamento dei clienti.
Le configurazioni con più telecamere consentono di registrare i flussi di clienti e i tempi di permanenza, favorendo così l'ottimizzazione della presentazione dei prodotti.
Grazie alle interfacce GigE, i sistemi possono essere integrati in modo semplice e flessibile in filiali di grandi dimensioni.
Conclusione
Purtroppo non esiste un'interfaccia universale per tutte le applicazioni: interfacce come GigE, USB o CoaXPress continueranno quindi a coesistere anche in futuro.
Strumenti come l'Interface Advisor vi aiutano a trovare le telecamere e i componenti ottimali per esigenze specifiche.