5　选择采集卡要考虑的重点

　　5.1 接口制式，数据格式

　　接口制式包括数字（camera link、lvds/rs422）、模拟（pal、ntsc、ccir、rs170/eia、非标准模拟制式）一定与视觉系统所选用相机一致。如选用数字制式还必须考虑相机的数字位数。

　　5.2 模拟采集卡要考虑数字化精度

　　模拟采集卡的数字化精度主要包括两个方面即

　　（1） 像素抖动pixel jitter

　　像素抖动是由图像采集卡的a/d转换器的采样时钟的误差产生的像元位置上的微小的错误从而导致对距离测量的错误。如图6所示：

　　（2） 灰度噪音grey-scale noise

　　图像采集卡的数字化转换的过程包括对模拟视频信号的放大和对其亮度（灰度值）进行测量。在此过程中会有一定的噪声和动态波动由图像采集卡的电路产生。

　　如像素抖动一样，灰度噪声将导致对距离测量的错误。典型的灰度噪声为0.7个灰度单元，表示为0.7lsb。

　　5.3 数字采集卡要考虑数据率大小

　　计算数字采集卡的数据率是否满足系统的要求可按下列公式计算：

　　data rate（grabber）＞1.2×data rate（camera）#p#分页标题#e#

　　data rate（camera）＝r×f×d/8

　　式中data rate（grabber）为采集卡的数据率，data

　　rate（camera）为相机的数据率，r为相机的分辨率，f为相机的帧频，d为相机的数字深度（或称灰度级）。

　　5.4 memory大小， pci总线的传输速率

　　pci总线可支持bus master设备以132mbps突发速率传输数据。而其平均持续数据传输率一般在50～90mbps。

　　来自相机的数据总是以一个固定的速率传输的。如果pci总线可以维持大于视频数据率的平均持续数据传输率，问题看起来就解决了。然而实际上并不是这么简单，pci总线设备只能以突发的方式向总线传输数据。图像采集卡必须将每一突发之间的连续的图像数据保存起来。解决的方法就是采用on-board memory。有些厂家出于经济方面的考虑去除了memory而采用数据缓存队列（fifo），fifo的大小一般以足以保存一行图像数据为限。然而，当图像数据的速率大于pci的持续数据传输率时fifo就不起作用了。

　　5.5 相机控制信号及外触发信号

　　使图像采集卡的时序电路与外部视频信号的时序电路同步，需要采用锁相环电路或数字时钟同步电路。

　　（1） 外触发：由外部事件启动采集的过程。

　　（2） 同步触发：不改变相机与板卡之间的同步关系，采集从下一个场有效信号开始。

　　（3） 异步触发：改变相机与板卡的同步关系，采集从相机复位后的第一个场有效信号开始。

　　当视觉系统要对运动中目标进行检测时，相机和采集卡必须要具备异步触发的功能。

　　5.6 硬件系统的可靠性

　　硬件的可靠性在生产系统中是十分重要的，由设备故障而停产造成的损失远远大于设备本身。很多板卡厂家并没有标明如平均无故障时间等可靠性指标。#p#分页标题#e#

　　这里有两个经验性的技巧用以评估不同板卡的可靠性，板上的器件的数量和功耗。

　　试着去选择具有更低功耗的采集卡。在其它条件都同等的情况下一块复杂具有更多器件的卡会比器件较少的卡耗散更多的热量。好的设计会采用更多的asic（applica tion-specific integrated circuits）和可编程器件以减少电子器件的数量，而达到更高的功能。你还可以选择具有更少的无用功能的卡以减少不必要的麻烦。

　　过压保护是可靠性的一个重要指标。接近高压会在视频电缆产生很强的电涌，在视频输入端和i/o口加过压保护电路可保护采集卡不会被工业环境电磁干扰会产生的高压击穿。

　　5.7 支持软件的功能

　　大多采集卡的厂商多是把其采集卡和其专用图像处理软件捆绑销售的，因此在选择采集卡的同时还必须考虑此视觉系统要选用的软件与采集卡是否兼容。如dalsa coreco公司的图像处理软件wit、sapera、mvtools等只能在其bandit系统、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系列采集卡上运行。

6 结束语

　　随着机器视觉技术的不断发展，采集卡的技术也在不断加强，功能也在不断更新。如何选择适合视觉系统的采集卡对于一个视觉系统能否正常运行将起到很关键的作用。