擴展多相機成像系統是系統集成商和機器制造商面臨的一項技術挑戰。網絡擁堵、CPU過載、同步錯誤以及配置復雜性等問題常常會給成功構建包含大量GigE工業相機的系統造成諸多阻礙。

Teledyne最近通過交換機將40多臺GigE相機連接到一臺PC，成功運行了相機系統。即使在極限壓力下，系統依然連續運行了數天，期間沒有出現幀丟失或錯誤。這一成就得益于Spinnaker 4 SDK，它基于Teledyne GigE框架，經過近20年的不斷優化，已獲得廣泛信賴。

Spinnaker 4 SDK簡化了大規模相機系統的部署，提供了卓越性能、穩定性和便捷的部署使用體驗。

擴展多相機系統面臨的挑戰

將GigE Vision系統擴展至40臺以上相機時，面臨以下幾個主要挑戰：

01網絡擁堵

盡管每臺GigE相機都配有獨立的1Gbps端口，但共享的網絡交換機可能會出現過載情況，導致數據包丟失和延遲。

02CPU過載

管理來自數十臺相機的數據流可能會占用大量系統資源，導致性能下降。

03CPU過載

機器人和自動化檢測等時間敏感的應用需要精確的時序控制。如果沒有配置適當的同步工具，相機可能會失去同步，導致工作流程中斷。

04配置復雜性

手動管理網絡設置、分配IP地址并排查40+臺相機的故障既容易出錯，又耗時費力。

如果沒有經過適當優化，這些問題可能會影響系統的可擴展性和可靠性。

Spinnaker 4 SDK如何解決這些問題

Spinnaker 4 SDK集成了Teledyne GigE框架，這是一項經過驗證的技術，源自于Sapera SDK，能夠確保在大規模相機系統中實現高可靠性、可擴展性和高效運行。

高效處理

Spinnaker 4 SDK由Teledyne GigE驅動程序提供支持，經驗證，該驅動程序已有近20年的工業應用經驗：

久經考驗的穩定性

即使在高負載條件下，仍能保證系統不間斷運行，適應任務關鍵型環境。

降低CPU使用率

通過減少系統開銷，釋放資源供其他關鍵進程使用。

這種優化確保了系統能夠在長時間運行中保持穩定可靠，避免性能下降。

寬帶利用率優化

在擴展到40+臺GigE相機時，高效的帶寬管理至關重要。Spinnaker 4 SDK通過以下幾種方式實現帶寬的高效利用：

CPU核心分配

通過將處理任務分配給特定的CPU核心或核心組，并將其分配給網絡接口適配器卡（NIC），避免系統瓶頸，確保資源的平衡使用。

數據包重發優化

智能管理數據包重發，減少帶寬消耗，確保數據完整性而不導致網絡擁堵

可調數據包大小

支持用戶根據網絡條件調整數據包大小，降低高負載環境下的碰撞和丟包風險。

多NIC優化

將相機數據流分配到多個網絡接口上，最大化吞吐量并減少擁堵。

高級同步

對于機器人和自動化檢測等對時效性要求較高的應用，精確同步至關重要。Spinnaker 4 SDK與Teledyne的2D區域掃描機器視覺相機組合，支持多相機無縫同步，具備以下功能：

支持IEEE158（PTP）

支持精確的硬件級時間戳同步，確保所有相機時鐘的高精確對齊，適用于高速應用。

相機內觸發與動作指令

實現納秒級精度，使多臺相機能夠高效協同捕捉圖像，無需額外電纜連接。借助這些功能，Spinnaker 4 SDK使得40+臺相機能夠在嚴苛的工業環境中可靠穩定地協同工作，維持一致的高性能表現。

簡化配置和診斷

Spinnaker 4 SDK 還通過以下方式簡化了多相機的設置與監控流程：

智能配置工具

自動完成IP分配、帶寬分配和優先級設置等關鍵任務。

實時T2IR診斷

持續監控系統性能，主動識別并處理潛在問題。

內置診斷工具進一步幫助快速識別并解決網絡和性能問題。

實際案例驗證

46臺相機在壓力下零錯誤運行

為驗證Spinnaker 4 SDK的能力，我們通過交換機將46臺GigE Vision相機連接到一臺PC，并通過外部工具將CPU使用率推至100%，模擬了24/7（一天24小時一周7天不間斷）圖像處理操作在實際環境中的需求。

結果

零丟幀

100%同步

高分辨率無縫圖像流

即使在CPU滿負載運行的情況下，Spinnaker 4 SDK依然保持高性能表現，證明了其穩定性與可靠性。

憑借Teledyne GigE框架和Teledyne GigE視覺工業相機，Spinnaker 4 SDK助力成功實現40+臺相機的擴展。Teledyne的解決方案具備推動多相機系統極限所需的穩定性與高效性。