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技术趋势
Technology Trends

嵌入式视觉
在嵌入式系统中集成视觉功能

文/Thomas Rademacher博士，Basler产品市场经理

空间有限且要求功耗较低的应
Embedded >10,000
用，通常是嵌入式计算机系统发挥作
用的舞台。典型的例子是移动设备，
从工厂中的移动测试设备到牙科扫描
仪，其中运行的都是嵌入式计算机系
统。嵌入式视觉也是机器人的一个极
Standard 1–100
好解决方案，尤其是将相机集成到机
器人的手臂上时。 System BOM R & D cost Volume
cost/Unit
相比于传统的基于 PC 的视觉系 图1：因为嵌入式架构需要更多的前期开发资源以降低单位成本，因此在决定开发嵌入式机器视觉或图像
统，嵌入式视觉系统可以降低系统成本。 处理项目时，需求量是需要考虑的一个关键因素。
例如，采用传统的基于 PC 的视觉系统， 动化停车系统，还是人数计数应用， 机，在一块 SoC 电路板上包含了计算
至少需要购买一台相机、一个镜头、一 都有一些合适的嵌入式系统架构可用 机的所有部分——RAM、存储器插
根电缆和一台个人电脑，大约需要花费 于将相机集成到嵌入式视觉系统中。 槽、IO 端口（USB 3.0、GigE 等）。
1700 美元。相比之下，一个具有相同 常用的单板机，如 Raspberry
处理能力的嵌入式系统仅需花费 300 美 将相机集成到嵌入式系统中 Pi 或 Odroid，都具有兼容的接口
元，因为嵌入式视觉系统中使用的每一 在机器视觉领域，典型的相机集 （USB / 以太网）。还有一些行业公
个硬件都更便宜（见图 1）。 成工作是通过 GigE 或 USB 接口实现 认的来自 Toradex 或研华等公司的
无论是智能工业可穿戴设备、自 的，这可以说是一种将相机连接到 PC 单板机，均提供这些标准接口。
a) （或 IPC）的即插即用解决 主要区别在于这些单板机所配备
Traditinal PC based vision system
方案。与制造商的软件开 的处理器类型。虽然已经有单板机提
发工具包（SDK）一起使用， 供基于 x86 架构的处理器，但是目前
可以轻松访问相机，这一 大多数单板机上的处理单元使用的都
Cable 工作原理也可以迁移到嵌 是ARM处理器，因为它们的功耗更低。
Lens Camera
Light 入式系统中（见图 2）。 越来越多的相机制造商也提供
PC 利用单板计算机 在 ARM 平台上工作的软件开发套
b)
Camera module for embedded vision （SBC），基本的集成原理 件（SDK）版本，以便用户可以像在
依然不变（见图 3）。低成 Windows PC 中集成相机一样，以熟
本且易于获得的单板计算 悉的方式将相机集成到 ARM 平台上。
在最好的情况下，SDK 为
图2：（a）传统的基于PC的通用机器
视觉系统；（b）针对特定解决方案 Windows PC 和 ARM 这两种平台提
的嵌入式机器视觉或图像处理系统 供相同的功能和 API（应用程序可编
Sensor Interface Firmware 的相机模块组件，其在性价比方面
front-end back-end 更优化。 程接口），甚至软件应用代码的一部

视觉系统设计 Vision Systems Design China Mar/Apr 2018 15