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技术趋势
Technology Trends

分可以重用。因此，相比于标准的基 图3：许多相机制造商提供SDK版本，允许用
户将相机集成到ARM平台上，就像将相机集成
于 PC 的视觉系统，嵌入式视觉系统 到Windows PC上一样。
的相机集成工作更为简单。

专用的嵌入式系统 Camera module

当需要剥离更多的冗余处理技
术时，针对某些特定应用的嵌入式系 Processing
board
统，可以做到更精简的水平。这就
Flat flex cable
是为什么许多系统是基于模块系统
的（SoM）。这些非常紧凑的板卡式 连接或 MIPI CSI2 标准实现。这两种 其他制造商提供开放的基于
电脑模块只包含一个处理器（准确地 方法在硬件方面都没有明确的标准 LVDS 的相机输出，其对于任何硬件

说，通常是片上系统 SoC）、微控制器、 化。这意味着没有指定的连接器，甚 集成都是免费的。在这种情况下，必
存储器和其他基本元件。 至没有规划电缆内的通道数量。因此， 须要创建一个驱动程序。实际上，这
这种 SoM 需要安装在载板上， 为了连接特定的相机，通常需要在载 个信号处理可以在 FPGA 上执行。这
载板上具有为特定接口准备的插口。 板上设计匹配的连接器，并且不是标 种基于 FPGA 的图像抓取算法可以从
有了这样一个相对便宜的载板，系统 准形式。 头开始编程，但是也有一些工具可用
可以很容易地针对特定应用和系统要 MIPI CSI2 是来自移动设备行业 于减少集成工作量。
求进行个性化设计，因为 SoM 是现 的标准，用于描述信号传输和软件 例如，在这种 FPGA 上使用预开
成的产品，所以可以保证整个系统设 协议标准。很多 SoC 具有 CSI 接口， 发的 IP 核。Basler 公司具有 LVDS 接
置的低成本。 并且有可用于选定的相机模块和专用 口的板级相机 dart，提供的开发套件
通常，这种设置也可以配备标准 SoC 的驱动程序。但是，它们并不以 中就包括一个带有参考实现（FPGA
接口连接器（如 USB）。在这种情况 统一工作方式，也没有通用的驱动程 编程）的处理板，以为集成视觉设备
下，即插即用的好处与单板机或是基 序。因此，可能需要单独修改驱动程 提供直接样本。
于 PC 的机器视觉系统是一样的。但 序，并且与驱动程序的数据连接，可
是，这往往不符合非常具体和精简的 能需要在应用程序软件侧进一步修 相机配置
系统设置的想法。同样，由于空间、 改，以实现图像数据的收集。因此， 这些板对板连接的另一个方面是
重量或功耗方面的要求，USB 接口可 CSI2 并不是一个安装后就可立即使 相机配置。控制信号可以通过各种总
能并不合适，相反，会使用相机到处 用的解决方案。 线系统（CAN、SPI 或 I²C）在 SoC 和
理器之间更直接的连接方式。 虽然 LVDS 是高速数据传输广泛 相机之间交换。到目前为止，业界还
此外，许多嵌入式视觉系统是基 使用的连接方式，具有明确定义的信 没有针对这个功能设置标准。目前哪
于（或包括）FPGA（现场可编程门 号传输原理，但 LVDS 中也没有用于 些成像参数可以控制、以及如何控制，
阵列）模块的。这些器件对于立体视 图像数据传输的标准化软件协议。因 完全取决于相机制造商 ；即使支持或
觉产品或面部检测应用中所需要的计 此，也没有现有的标准驱动程序。一 不支持 GenICam 的决定，也取决于制
算工作是理想的。 些制造商提供补充系统，如基于专有 造商。但好消息是，所有这些总线系
所有这些都是为什么可能需要将 协议的具有 LVDS 输出的相机、以及 统都得到大多数 SoC 的支持。因此，
相机直接连接到FPGA或SoC的原因。 具有相应适配驱动程序的处理板，它 使用适当的驱动程序，软件可以直接
们能够直接协同工作。这种方式的优 访问相机进行配置和更改成像参数。
特定图像数据传输 点是能实现一个易于集成的完整解决 一个开放的软件协议对于访问
直接将相机连接到 SoC 用于图 方案，但是用户在硬件使用方面会受 相机配置也很重要。 Basler 通过其
像数据传输，可以通过基于 LVDS 的 到一定的限制。 pylon SDK 中的 I²C（作为的 BCON

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