1.2 传感器低成本接口
除了光学优化,传感器接口的选择也间接影响视觉系统的成本。MIPI CSI-2接口是实现节约成本的最合适选择(它最初是由MIPI联盟为移动行业开发的)。它已被大多数ISP广泛采用,并已开始在工业市场采用,因为它提供了一个从NXP、Nvidia、高通公司或Intel等公司的低成本的片上系统(SOC)或模块上系统(SOM)的集成。设计一种具有MIPI CSI-2传感器接口的CMOS图像传感器,无需任何中间转换器桥,直接将图像传感器的数据传输到嵌入式系统的主机SOC或SOM,从而节省了成本和PCB空间,当然,在基于多传感器的嵌入式系统(如360度全景系统)中,这一优势更为突出。
不过这些好处受到一些限制,因为MIPI接口的连接距离限制为20cm,这在传感器距离主机处理器较远的远程设置中可能不是最佳的。在这些配置中,以牺牲小型化为代价,使用集成更长接口的相机板解决方案是比较好的选择。一些现成的解决方案可以集成,例如工业相机制造商(如Flir、AVT、Basler等)的相机板通常可在MIPI或USB3接口中使用,后者能够达到的范围可以超过3米至5米。
1.3 减小开发成本
在投资新产品时,不断上升的开发成本往往是一个挑战;它可能会在一次性开发费上花费数百万美元,并给上市时间带来压力。对于嵌入式视觉,这种压力变得更大,因为模块化(即产品能否切换使用多种图像传感器)是集成商的重要考虑。幸运的是,通过在传感器之间提供一定程度的交叉兼容性,例如,通过定义共享相同像素体系结构的组件系列以具有稳定的光电性能,通过具有共用光学中心来共享单个前端机制,以及通过兼容的PCB组件来简化评估,集成和供应链,从而减小开发费用。
为简化相机板设计(即使用于多款传感器),有两种方法设计传感器封装。针脚对针脚兼容是相机板设计人员的首选设计,因为它能使多种传感器共享同一电路和控制,使得组装完全不受PCB设计影响。另一个选择是采用尺寸兼容的传感器,这样同一PCB可以使用多款传感器,但是这也意味着他们可能要应付每一款传感器的接口和布线的差异状况。
图1 图像传感器可经设计提供针脚兼容(图左)或尺寸兼容(图右)以实现专有PCB布局设计
2. 能效提供更佳单独工作能力
微型电池驱动的设备是最明显的受益于嵌入式视觉的应用程序,因为外部计算机阻止任何便携式应用程序的发生。为了降低系统的能耗,图像传感器现在包含了多种功能,使系统设计者能够节省电力。