在產(chǎn)品中利用基于機(jī)器視覺的人工智能的能力要求能夠?qū)⑷δ?、板?jí)機(jī)器視覺攝像頭設(shè)計(jì)成更小、更強(qiáng)大的組件，從而提供從電纜到鏡頭選擇的更大的靈活性，此外還可以為新產(chǎn)品和系統(tǒng)減小尺寸。更重要的是，利用板級(jí)攝像頭可以直接訪問核心攝像頭組件，從而更容易散熱，并可用于多種用途：醫(yī)療診斷、計(jì)量學(xué)、機(jī)器人學(xué)、嵌入式視覺、包裝和打印檢查、手持掃描儀、臺(tái)式實(shí)驗(yàn)室和其他空間受限系統(tǒng)。

圖1板級(jí)攝像機(jī)可以用多種方式使用，但也有一些設(shè)計(jì)因素需要考慮。

但選擇合適的嵌入式視覺攝像頭完全是另一個(gè)問題。在某些情況下，現(xiàn)成的攝像機(jī)會(huì)很好地工作，因?yàn)榘寮?jí)攝像機(jī)通常更容易受到靜電放電（ESD）和物理損傷，更不用說這種選擇通常需要更多的設(shè)計(jì)努力、設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)和潛在的更高的費(fèi)用。

為了幫助確定給定項(xiàng)目所需的功能和設(shè)計(jì)元素的正確組合，在選擇和設(shè)計(jì)嵌入式機(jī)器視覺（mv）攝像機(jī)時(shí)，需要考慮九個(gè)關(guān)鍵因素：

1. 特征集和形狀因子

2. 透鏡安裝

3. 快速原型的實(shí)例設(shè)計(jì)

4. 熱管理

5. 接口和連接器

6. MIPI攝像機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)MV攝像機(jī)

7. 電磁兼容性

8. 現(xiàn)成板

9. 深度學(xué)習(xí)CPU與GPU性能

讓我們更詳細(xì)地看一下這些因素。

在正確的功能和相機(jī)的物理占用之間取得平衡，包括使用緊湊的GPIO和接口連接器來節(jié)省空間。通常，許多全功能MV攝像機(jī)的板級(jí)變體只是標(biāo)準(zhǔn)攝像機(jī)，去掉了它們的外殼，這需要考慮到設(shè)計(jì)中。此外，板級(jí)攝像機(jī)提供了更大的靈活性，以定制FPC電纜長度，以及共享電纜設(shè)計(jì)文件的選項(xiàng)。

由于沒有固定的鏡頭安裝，板卡級(jí)相機(jī)讓設(shè)計(jì)師可以自由選擇除了MV行業(yè)常用的標(biāo)準(zhǔn)C、CS或S型安裝鏡頭之外的光學(xué)元件。

使透鏡支架能夠集成到另一個(gè)產(chǎn)品部件中，甚至直接將透鏡座成型到產(chǎn)品外殼中，可以通過簡化制造和裝配來進(jìn)一步降低成本。但是，如果首選標(biāo)準(zhǔn)安裝透鏡，則應(yīng)使用S型安裝架來安裝三分之一英寸或更小分辨率的傳感器，例如2MP。對(duì)于尺寸為1/3到1英寸的傳感器，通常建議使用CS安裝架，對(duì)于1英寸或更大的傳感器，建議使用C安裝架。

板級(jí)攝像機(jī)通常不包括外殼，但在攝像機(jī)不會(huì)集成到產(chǎn)品中的應(yīng)用中，因此相機(jī)內(nèi)部暴露在元件中，可能需要使用外殼。

對(duì)于快速原型，利用現(xiàn)有的CAD模型和3D打印機(jī)，或使用通用塑料盒，可以封裝相機(jī)，并使用墊片和安裝支架將相機(jī)安裝到位。

在任何情況下，高性能板級(jí)攝像機(jī)可能會(huì)有額外的設(shè)計(jì)要求，以確保它們在建議的溫度范圍內(nèi)工作。為了避免損壞攝像機(jī)，所報(bào)告的攝像機(jī)溫度需要保持在傳感器/FPGA等關(guān)鍵部件的最高溫度以下。在這種情況下，提供足夠的散熱是關(guān)鍵。推薦的選擇是使用熱糊狀物或油灰，而不是使用熱墊，以盡量減少對(duì)相機(jī)的板應(yīng)力。

USB3.1 Gen 1是嵌入式系統(tǒng)的理想接口。然而，USB接口的最大缺點(diǎn)是1.30兆赫的USB接口電纜的潛在干擾長度可達(dá)1.30兆赫。在這種情況下，一個(gè)GigE接口或更復(fù)雜的MIPI CSI接口可以工作。

與標(biāo)準(zhǔn)MV攝像機(jī)相比，上述MIPI攝像機(jī)的價(jià)格更低，可能高達(dá)50%或更高，但由于缺乏FPGA，降低的價(jià)格包含的功能更少。

典型的MIPI相機(jī)通常提供原始傳感器輸出，幾乎沒有圖像處理或增強(qiáng)（例如，平場校正、瑕疵像素校正、固定模式噪聲校正等），需要額外的工作來改善圖像質(zhì)量。最重要的是，MIPI通常需要使用支持MIPI攝像機(jī)的嵌入式系統(tǒng)，而USB3/GigE MV攝像機(jī)可以用在ARM板和標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)式機(jī)上。

如果沒有機(jī)箱提供的屏蔽，板級(jí)攝像頭的電磁兼容性（EMC）將與機(jī)箱型號(hào)不同。由于這些板級(jí)攝像機(jī)嵌入到其他產(chǎn)品或系統(tǒng)中，最終產(chǎn)品需要單獨(dú)認(rèn)證。

一些供應(yīng)商還為嵌入式板開發(fā)自己的載體或arm載體解決方案。ARM處理器和載體板使集成商更容易購買現(xiàn)成的解決方案，而不需要定制板，從而節(jié)省時(shí)間和金錢。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可購買并配置多達(dá)四個(gè)或更多個(gè)USB3主機(jī)控制器，以全帶寬從四個(gè)USB3攝像頭傳輸。

與gpu相比，深度學(xué)習(xí)算法在常規(guī)處理器上運(yùn)行得非常慢。在必須加快推斷速度的情況下，gpu是更好的選擇，即使圖像首先被發(fā)送到云中進(jìn)行處理，因?yàn)樵谠浦羞M(jìn)行推斷通常是一種成本意識(shí)很強(qiáng)的選擇，邊緣計(jì)算不是關(guān)鍵任務(wù)。

在嵌入式系統(tǒng)上運(yùn)行深度學(xué)習(xí)推理的另一個(gè)選擇是使用具有推理能力的攝像機(jī)，它可以在攝像機(jī)本身上運(yùn)行推理模型，這也有助于減輕主機(jī)系統(tǒng)的處理需求。

考慮到這九個(gè)核心因素，將正確的板級(jí)MV與適當(dāng)?shù)奶匦约蓪⒂型兊酶尤菀?，從而減少設(shè)計(jì)師的頭痛和設(shè)計(jì)時(shí)間，同時(shí)改進(jìn)整個(gè)產(chǎn)品應(yīng)用程序。