CoaXPress 相機是采用了專為機器視覺高速圖像傳輸開發的數字接口的相機,該接口使用 75Ω 同軸電纜。
它是一種能夠在相機與幀采集卡之間高速、長距離傳輸大量數據的接口標準,于 2008 年在國際展會 VISION 上發布,并在 2010 年 12 月正式推出。2019 年,CoaXPress 2.0 版本發布,現已在工業圖像處理行業廣泛普及。CoaXPress 1.0/1.1 版本單通道傳輸速度為 6.25Gbps,而 CoaXPress 2.0 版本則將速度提升至兩倍,達到 12.5Gbps,成為工業圖像處理標準中的高速接口。
CoaXPress 相機不僅傳輸速度優異,還具備線纜傳輸距離長、單根線纜集成電源供給、數據控制與通信等多項優勢,因此被廣泛應用于需要高級圖像處理的場景。其應用主要以半導體行業的檢測用途為核心,同時在食品檢測、醫用成像、印刷檢測、智能交通系統(ITS)等對高速性和低延遲有要求的領域發揮重要作用。
該相機支持即插即用(Plug and Play),且符合 GenIcam 標準,簡化了應用程序開發流程,同時也便于從 GigE、USB3Vision 等其他接口進行升級。此外,CoaXPress(CXP)電纜相比 CameraLink 電纜具有更顯著的成本優勢,且單塊采集卡可連接更多相機,因此能夠減少采集卡和線纜的使用數量,靈活滿足需要多臺相機的應用需求。
與其他工業圖像處理標準相比,CoaXPress 的數據傳輸速度尤為突出,能夠實時傳輸高分辨率圖像數據,從而限度地發揮 CMOS 傳感器的性能。該相機連接便捷、支持長距離通信,且通過高精度控制實現準確同步,預計未來將進一步普及。
CoaXPress 相機通過單根同軸電纜,可向幀采集卡傳輸 12.5Gbps/s 的圖像數據,同時幀采集卡向相機發送的觸發信號等控制信號傳輸速度可達 41.8Mbits/s,此外還能實現 13W 的電源供給。當需要傳輸更多數據時,可通過鏈路聚合(Link Aggregation)技術增加傳輸帶寬,例如使用 4 路 CXP-12 鏈路,可輕松實現 50Gbps(12.5×4)的傳輸速度。
CoaXPress 相機可通過單根同軸電纜與幀采集卡連接,同時支持多根電纜連接以實現更寬的帶寬。CoaXPress 兼容產品(包括相機、電纜、幀采集卡)會根據對應的傳輸速度標注以下 CXP 等級標識:
線纜需使用符合標準的 CXP 電纜,傳輸距離會隨傳輸速度變化。實際線纜長度取決于線纜類型、品質及連接結構,通常使用更粗的 CXP 電纜可實現更長的傳輸距離。
連接連接器方面,傳輸速度≤6.25Gbps 時采用 DIN 連接器;傳輸速度≤12.5Gbps 時,支持小型 Micro-BNC 連接器及廣泛使用的 BNC 連接器。
除 CoaXPress 外,工業領域常用的圖像傳輸接口標準還包括 CameraLink、GigE Vision、USB3Vision,它們在多個方面存在差異:
CameraLink:2000 年發布,在工業圖像處理行業擁有長期應用經驗,是一種在相機與幀采集卡之間實現實時控制和穩定連接、可靠性高的標準。
GigE Vision:2006 年 5 月發布,采用以太網通信標準(IEEE802.3),支持超長距離數據傳輸,通用性強,被廣泛應用于機器視覺相機。
USB3 Vision:2013 年 1 月發布,借助 USB 接口的即插即用特性和高功能性,作為工業圖像處理接口迅速普及并獲得高度認可。
這些標準的主要差異在于:GigE Vision 和 USB3 Vision 無需幀采集卡等專用硬件,通用性更強,但 CoaXPress 在數據傳輸時需要兼容該標準的硬件,可能會影響整體成本。不過,通過硬件傳輸可提升 CPU 運行穩定性,且能滿足高速化、高分辨率需求下的高帶寬傳輸要求,因此在需要 CoaXPress 高性能的場景中,這一問題并不突出。
與采用類似連接結構的 CameraLink 相比,CoaXPress 的線纜成本更低,且憑借高傳輸性能可減少線纜數量和采集卡使用量;同時,其支持的線纜長度遠超過 CameraLink 和 USB3 Vision,且兼容多相機連接的采集卡等產品選擇日益豐富,有助于降低多相機系統的搭建成本。