5　選擇采集卡要考慮的重點

　　5.1 接口制式，數據格式

　　接口制式包括數字（camera link、lvds/rs422）、模擬（pal、ntsc、ccir、rs170/eia、非標準模擬制式）一定與視覺系統所選用相機一致。如選用數字制式還必須考慮相機的數字位數。

　　5.2 模擬采集卡要考慮數字化精度

　　模擬采集卡的數字化精度主要包括兩個方面即

　　（1） 像素抖動pixel jitter

　　像素抖動是由圖像采集卡的a/d轉換器的采樣時鐘的誤差產生的像元位置上的微小的錯誤從而導致對距離測量的錯誤。如圖6所示：

　　（2） 灰度噪音grey-scale noise

　　圖像采集卡的數字化轉換的過程包括對模擬視頻信號的放大和對其亮度（灰度值）進行測量。在此過程中會有一定的噪聲和動態波動由圖像采集卡的電路產生。

　　如像素抖動一樣，灰度噪聲將導致對距離測量的錯誤。典型的灰度噪聲為0.7個灰度單元，表示為0.7lsb。

　　5.3 數字采集卡要考慮數據率大小

　　計算數字采集卡的數據率是否滿足系統的要求可按下列公式計算：

　　data rate（grabber）＞1.2×data rate（camera）#p#分頁標題#e#

　　data rate（camera）＝r×f×d/8

　　式中data rate（grabber）為采集卡的數據率，data

　　rate（camera）為相機的數據率，r為相機的分辨率，f為相機的幀頻，d為相機的數字深度（或稱灰度級）。

　　5.4 memory大小， pci總線的傳輸速率

　　pci總線可支持bus master設備以132mbps突發速率傳輸數據。而其平均持續數據傳輸率一般在50～90mbps。

　　來自相機的數據總是以一個固定的速率傳輸的。如果pci總線可以維持大于視頻數據率的平均持續數據傳輸率，問題看起來就解決了。然而實際上并不是這么簡單，pci總線設備只能以突發的方式向總線傳輸數據。圖像采集卡必須將每一突發之間的連續的圖像數據保存起來。解決的方法就是采用on-board memory。有些廠家出于經濟方面的考慮去除了memory而采用數據緩存隊列（fifo），fifo的大小一般以足以保存一行圖像數據為限。然而，當圖像數據的速率大于pci的持續數據傳輸率時fifo就不起作用了。

　　5.5 相機控制信號及外觸發信號

　　使圖像采集卡的時序電路與外部視頻信號的時序電路同步，需要采用鎖相環電路或數字時鐘同步電路。

　　（1） 外觸發：由外部事件啟動采集的過程。

　　（2） 同步觸發：不改變相機與板卡之間的同步關系，采集從下一個場有效信號開始。

　　（3） 異步觸發：改變相機與板卡的同步關系，采集從相機復位后的第一個場有效信號開始。

　　當視覺系統要對運動中目標進行檢測時，相機和采集卡必須要具備異步觸發的功能。

　　5.6 硬件系統的可靠性

　　硬件的可靠性在生產系統中是十分重要的，由設備故障而停產造成的損失遠遠大于設備本身。很多板卡廠家并沒有標明如平均無故障時間等可靠性指標。#p#分頁標題#e#

　　這里有兩個經驗性的技巧用以評估不同板卡的可靠性，板上的器件的數量和功耗。

　　試著去選擇具有更低功耗的采集卡。在其它條件都同等的情況下一塊復雜具有更多器件的卡會比器件較少的卡耗散更多的熱量。好的設計會采用更多的asic（applica tion-specific integrated circuits）和可編程器件以減少電子器件的數量，而達到更高的功能。你還可以選擇具有更少的無用功能的卡以減少不必要的麻煩。

　　過壓保護是可靠性的一個重要指標。接近高壓會在視頻電纜產生很強的電涌，在視頻輸入端和i/o口加過壓保護電路可保護采集卡不會被工業環境電磁干擾會產生的高壓擊穿。

　　5.7 支持軟件的功能

　　大多采集卡的廠商多是把其采集卡和其專用圖像處理軟件捆綁銷售的，因此在選擇采集卡的同時還必須考慮此視覺系統要選用的軟件與采集卡是否兼容。如dalsa coreco公司的圖像處理軟件wit、sapera、mvtools等只能在其bandit系統、pc系列、x64系列、viper系列等采集卡上使用，而cognex公司的vision pro只能在其8100、8500系列采集卡上運行。

6 結束語

　　隨著機器視覺技術的不斷發展，采集卡的技術也在不斷加強，功能也在不斷更新。如何選擇適合視覺系統的采集卡對于一個視覺系統能否正常運行將起到很關鍵的作用。