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工业视觉革命:图像采集卡如何实现32路相机同步控制?

一、多相机协同检测的产业痛点
 
在 3C 电子精密组装、新能源电池检测等领域,传统单相机系统已难以满足以下三大需求:
◆全维度覆盖:汽车焊装线需同时捕捉 360° 车身特征点
◆毫秒级响应:半导体晶圆检测要求 200ms 内完成缺陷判定
◆数据完整性:锂电池极片对齐检测需 32 个视角同步成像

工业视觉革命:<a href=https://www.huajietech.cn/product/202004091447121357.html target=_blank class=infotextkey>图像采集卡</a>如何实现32路相机同步控制?

据《2023 工业视觉白皮书》显示,采用多相机同步控制系统的企业,质检效率平均提升 45%,误判率下降 60%。而实现这一突破的核心,正是新一代高并发图像采集卡的技术革新。
 
二、32 路同步控制的三大技术突破
1、硬件架构:构建数据高速公路
 
现代工业级图像采集卡采用 "三明治" 结构设计:

工业视觉革命:图像采集卡如何实现32路相机同步控制?

物理层:8 个 QSFP28 光口支持 32 路 25Gbps 传输
协议转换:Xilinx UltraScale+ FPGA 实现硬件级协议解析
数据处理:板载 16GB DDR4 缓存应对数据洪峰
以华颉 HX-CAP32Pro 为例,其多通道图像采集系统可承载 48Gbps 瞬时带宽,相当于每秒传输 12 部 4K 电影。
 
2同步控制:精度达纳秒级
 
实现 32 路相机微秒级同步的 "三重锁" 机制:
 
1.全局时钟:10MHz 参考时钟(±50ps 抖动)
2.硬件触发:专用触发总线(传播延迟 < 5ns)
3.软件补偿:PTP 网络授时(精度 ±30ns)
 
某光伏电池片检测项目实测数据显示,采用该方案后,32 路相机的曝光同步误差从 ±5μs 降至 ±0.8μs。
3智能预处理:算力前置降负载
通过图像采集卡内置算法,可在数据传输前完成:
 
●ROI 区域截取(减少 60% 数据量)
●缺陷预筛选(降低 80% CPU 负载)
●元数据标记(提升时序对齐精度)
 
三、选型实施指南
1五大核心参数对照表

工业视觉革命:图像采集卡如何实现32路相机同步控制?

2实施四步法
 
1.网络规划:采用星型拓扑布线,线缆长度差 < 3m
2.时钟校准:使用铷原子钟进行系统级授时
3.压力测试:模拟 32 路 500 万像素 @60fps 满负荷运行
4.异常处理:配置双采集卡冗余热备方案
 
四、行业应用案例
案例 1:汽车焊装视觉检测
 
痛点:16 个工位相机时序不同步导致漏检
方案:部署 HX-CAP32Pro+32 台 2000 万像素相机
成效:
→检测节拍从 12s 缩短至 3.8s
→车身匹配精度达 ±0.05mm
→年节省返修成本超 300 万元
案例 2:半导体引线键合检测
 
特殊需求:
→15μm 金线缺陷识别
→100ms 内完成 128 个焊点判定
●技术方案:
→32 路 Camera Link 接口相机
→采集卡内置深度学习加速器
 
相关问答 FAQs
 
1、问:普通千兆网卡能否替代专业图像采集卡?
答:千兆网卡仅支持 1Gbps 带宽,且缺乏硬件同步功能。32 路 1080P 相机 @30fps 即需 19.2Gbps 带宽,必须采用多通道图像采集卡。实测显示,专业采集卡的数据丢包率可控制在 0.001% 以下,而普通网卡丢包率超 5%。
2、问:如何验证多相机系统同步精度?
答:推荐两种方法:
 
◆光学检测:高速频闪光源 + 光电传感器,精度 ±10ns
◆电信号分析:通过采集卡的 DI/O 口捕获触发信号上升沿
 
3、问:老旧设备如何接入新系统?
答:可通过工业视觉协议转换网关实现:
 
◆支持 Camera Link 转 GigE Vision
◆兼容 GenICam、USB3 Vision 等协议
◆转换延迟 < 200ns

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