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強(qiáng)大的精簡(jiǎn)單板計(jì)算機(jī)的推出催生了令人興奮的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在成本和(或)效率的小型優(yōu)化應(yīng)用中，其效用尤為明顯。此外，視覺(jué)系統(tǒng)還可以使用功能全面的板機(jī)視覺(jué)攝像頭進(jìn)一步縮小產(chǎn)品的整體尺寸，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行靈活性，并支持定制或非標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)部件。典型的例子包括：醫(yī)學(xué)診斷、測(cè)量、機(jī)器人技術(shù)、嵌入式視覺(jué)、包裝和印刷檢查、手持式掃描儀、臺(tái)式實(shí)驗(yàn)室等空間有限的系統(tǒng)。

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本文涵蓋了選擇嵌入式視覺(jué)攝像頭時(shí)需要考慮的幾個(gè)重要方面，包括功能組、持、熱管理和電磁兼容性等幾個(gè)重要方面。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)師在將包裝相機(jī)轉(zhuǎn)換為板級(jí)相機(jī)時(shí)，應(yīng)認(rèn)真考慮其成像和相機(jī)性能要求。許多小型板級(jí)相機(jī)只支持低分辨率傳感器 GPIO 相機(jī)內(nèi)部功能有限。相反，許多全功能機(jī)器視覺(jué)相機(jī)的板級(jí)型號(hào)只是標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)。盡管這些相機(jī)可能會(huì)達(dá)到所需的成像性能，但它們的尺寸可能不會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)封裝型號(hào)小多少。這種相機(jī)通常使用標(biāo)準(zhǔn) GPIO 由于體積大，與接口連接器不適合嵌入式應(yīng)用。例如，傳統(tǒng)工業(yè)鎖定連接器的尺寸是一個(gè)Blackfly S 板級(jí)攝像頭的一般尺寸。

FLIR 的 Blackfly S 板級(jí)攝像頭整體設(shè)計(jì)為嵌入式系統(tǒng)。它們的外觀尺寸非常緊湊，只是為了 29mm x 29mm x 10mm，可提供相同的成像性能和包裝類(lèi)型 Blackfly S型號(hào)完整豐富；緊湊型 GPIO 接口連接器節(jié)省了額外的空間。FLIR 嵌入式視覺(jué)攝像頭產(chǎn)品的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是使用 1/3” 至 1.1” 由于外觀系數(shù)相同，尺寸傳感器的所有攝像頭都具有良好的可用性——各種攝像頭型號(hào)采用相同的外觀系數(shù)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)和未來(lái)產(chǎn)品變型的開(kāi)發(fā)和升級(jí)。

板級(jí)相機(jī)對(duì)于希望集成非標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)元件或盡可能靠近目標(biāo)的客戶(hù)來(lái)說(shuō)是一個(gè)有吸引力的選擇。板級(jí)相機(jī)沒(méi)有固定的透鏡支架，設(shè)計(jì)師可以自由選擇除機(jī)器視覺(jué)行業(yè)常用的標(biāo)準(zhǔn) C、CS 或 S 光學(xué)元件以外的光學(xué)元件。這種設(shè)計(jì)也非常適合通常不需要透鏡的生物技術(shù)和激光束分析應(yīng)用。板級(jí)攝像頭的另一個(gè)常用應(yīng)用是將透鏡支架集成到另一個(gè)產(chǎn)品部件中——嵌入式視覺(jué)攝像頭的名稱(chēng)。此外，將透鏡支架直接集成到產(chǎn)品外殼中，可以有效簡(jiǎn)化制造和組裝，進(jìn)一步降低成本。還應(yīng)購(gòu)買(mǎi)安裝配件，以評(píng)估未配備透鏡支架的板級(jí)相機(jī)。如果封裝型號(hào)與板級(jí)型號(hào)相同Etron代理它們可以作為同一傳感器和功能的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

在為板級(jí)攝像頭選擇正確的透鏡支架時(shí)，最重要的因素之一是所使用的傳感器的尺寸。S 用于設(shè)計(jì)型支架透鏡 1/3" 或更小的低分辨率(通常低于 2MP）傳感器。CS 設(shè)計(jì)型支架透鏡 1/3” 至 1/2” 如果傳感器的大小是 1/2” 或以上，最好使用 C 型支架透鏡。

封裝機(jī)視覺(jué)相機(jī)依靠其外殼表面區(qū)域來(lái)消散傳感器FPGA 其它部件產(chǎn)生的熱量。若無(wú)外殼，可對(duì)高性能板級(jí)相機(jī)有其它設(shè)計(jì)要求，以保證其在推薦溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。在這種情況下，提供足夠的散熱是關(guān)鍵。制造商通常為溫度最高的組件提供最高的結(jié)溫。對(duì)于FLIR Blackfly S 相機(jī)，規(guī)定 FPGA 最高結(jié)溫為 105 攝氏度（221 華氏度）。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須確保其熱管理解決方案符合此指標(biāo)。散熱器的尺寸、安裝在相機(jī)上的框架表面積或所需的主動(dòng)散熱器的類(lèi)型取決于傳感器、幀速率、運(yùn)行環(huán)境和正在執(zhí)行的相機(jī)圖像處理的數(shù)量。為了在相機(jī)上安裝散熱器，我們建議在導(dǎo)熱墊上使用散熱膏，以盡可能減少板對(duì)相機(jī)的應(yīng)力。

在大多數(shù)情況下，板級(jí)攝像頭直接集成到?jīng)]有外殼的嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)/產(chǎn)品中。但是，可能有必要通過(guò)外殼防止相機(jī)不與某個(gè)產(chǎn)品集成而暴露在元件下的應(yīng)用程序損壞。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以在快速原型生產(chǎn)中使用 3D 打印機(jī)很容易設(shè)計(jì)和打印攝像頭外殼，或者使用足夠容納攝像頭的通用塑料外殼，然后通過(guò)墊片和安裝支架將攝像頭安裝到位。

第一代 USB 3.1 是嵌入式系統(tǒng)的理想接口。其通用化功能可以保證從臺(tái)式計(jì)算機(jī)到基礎(chǔ) ARM 單板計(jì)算機(jī)處理器 (SBC) 支持各種硬件。直接訪問(wèn)存儲(chǔ)器 (DMA) 延遲可以保持在最低限度，而無(wú)需使用過(guò)濾器驅(qū)動(dòng)程序。第一代 USB 3.1 還使用單根電纜供電，可提供高達(dá) 480 MB/s 數(shù)據(jù)吞吐量有效地簡(jiǎn)化了機(jī)電設(shè)計(jì)。

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的一個(gè)重要目的。在這種情況下，電纜的最大長(zhǎng)度遠(yuǎn)不如電纜和連接器的體積重要。柔性印刷電路 (FPC) 電纜長(zhǎng)達(dá) 30 米電纜支持第一代 USB 3.1。FPC 顧名思義，電纜是指適應(yīng)緊密包裝系統(tǒng)的電纜。此外，高質(zhì)量鎖定連接器和帶鎖凸耳的連接器 FPC 屏蔽電纜可以保證高度安全可靠的連接。

不過(guò) USB 3.1 界面有一個(gè)潛在的缺點(diǎn)，它的高頻信號(hào)會(huì)導(dǎo)致無(wú)線設(shè)備高達(dá) 5 GHz 的干擾（如 GPS 信號(hào))。我們還提供使用此類(lèi)無(wú)線頻率的應(yīng)用程序GigE 接口的 FLIR 板級(jí)攝像頭。

MIPI CSI 它是許多嵌入式主板使用的另一個(gè)通用接口。 USB 相比，MIPI 協(xié)議和驅(qū)動(dòng)程序的復(fù)雜性可能會(huì)使開(kāi)發(fā)更耗時(shí)。基于低壓差信號(hào) (LVDS) 接口也可用，專(zhuān)門(mén)直接連接主機(jī)端 FPGA 而設(shè)計(jì)；但每個(gè)信號(hào)傳輸通道都需要兩條電線——這在某些應(yīng)用中是一個(gè)小而重要的缺點(diǎn)。

軟件支持是選擇嵌入式系統(tǒng)相機(jī)時(shí)不可忽視的重要考慮因素。支持臺(tái)式和嵌入式系統(tǒng) SDK，設(shè)計(jì)師可以通過(guò)熟悉的工具輕松地開(kāi)發(fā)視覺(jué)應(yīng)用程序，并將其部署到所選的嵌入式平臺(tái)上。FLIR 的 Spinnaker SDK可為基于 x86、x64 和 ARM 處理器的 Windows 和 Linux 支持臺(tái)式系統(tǒng)。

如果沒(méi)有外殼提供的屏蔽，板級(jí)相機(jī)的電磁兼容性 (EMC) 與包裝型號(hào)不同。所有封裝的 FLIR 機(jī)器視覺(jué)攝像頭都經(jīng)過(guò)了。 EMC 認(rèn)證；但板級(jí)攝像頭尚未認(rèn)證。其他產(chǎn)品/系統(tǒng)應(yīng)嵌入這些板級(jí)攝像頭，因此需要單獨(dú)認(rèn)證成品。無(wú)論是哪種應(yīng)用，我們都建議它們遵循電磁干擾，如其他電氣組件 (EMI) 管理最佳實(shí)踐。

板級(jí)攝像頭對(duì)嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)的創(chuàng)新，使緊湊多功能創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更加自由靈活。除本文提出的因素外，還應(yīng)注意使用高質(zhì)量的傳感器、光學(xué)元件和可靠的元件，使您的嵌入式系統(tǒng)適應(yīng)未來(lái)。FLIR 專(zhuān)為這些應(yīng)用設(shè)計(jì)的全系列板級(jí)攝像頭，為行業(yè)提供領(lǐng)先地位 3 年質(zhì)保。我們的機(jī)器視覺(jué)專(zhuān)家可以幫助您為嵌入式系統(tǒng)選擇正確的成像性能和外觀因素等級(jí) -了解更多。