通过易于使用的相机模组快速为应用添加机器视觉

作者： Steven Keeping

视觉是迄今为止最重要的感官。我们日常工作中所依赖的信息中，约 80% 来自视觉——我们的眼睛。视觉信息的处理速度极快，早在 2014 年，麻省理工学院 (MIT) 的神经科学家就发现，大脑只需 13 毫秒 (ms) 就能根据眼睛看到的东西形成完整的图像。

视觉如此重要，因此许多人都希望在机器上添加视觉传感器就不足为奇了。为产品添加机器视觉，可以获得大量其他方式难以实现或无法实现的功能。例如，在装配线上可在制造过程早期发现缺陷的检测机器，或者可以检查产品有效期的仓库机器人。

添加视觉的挑战在于模仿人眼的立体、高清彩色视觉。幸运的是，大多数工业应用不需要如此强大的的性能。例如，假设您想要一台机器检查条形码。此时，不需要传感器具有高像素或查看颜色，镜头可以很简单，不需要宽或深视野，也无需系统高速处理信息。因此，就可以从众多适合该任务且廉价、可靠的商业视觉系统中进行选择。

为了补充人眼的不足，可以选择对可见光谱以外的电磁波长敏感的传感器。例如，添加红外 (IR) 功能相对简单，可以让机器看到人眼看不到的东西。

选择有源传感器只是其中的一步，完整的视觉系统还需要更多组件，包括镜头和支架、从传感器到应用处理器的电气连接，以及使其正常工作的辅助电子器件和软件。因此，匹配和测试各种传感器和镜头替代品可能会非常耗时且成本昂贵，如用于宽场景捕捉的超广角镜头或用于更传统设置的通用镜头。

紧凑完美的外形

[STMicroelectronics] 推出 [CAM-55G0/CAM-56G3/CAM-66GY 相机 Promodules（开发模组）]，使开发过程变得更容易。开发模组专门用于开发，包含所需的图像传感器、镜头支架、镜头和即插即用扁平柔性电缆 (FFC)（图 1）。您完成开发后， STMicroelectronics 会建议您与其合作，寻求商业解决方案。

图 1：CAM-55G0/CAM-56G3/CAM-66GY 开发模组包括镜头、镜头支架、传感器板和 FFC 电缆。（图片来源：STMicroelectronics）

开发模组的体积很小，占地面积为 5 或 6.5 平方毫米 (mm ^2^ )。该模组基于一种尺寸为 2.73 x 2.16 mm 的紧凑型低功耗图像传感器（图 2）。传感器封装适合尺寸受限的设备，例如增强现实/虚拟现实 (AR/VR) 眼镜或个人电子设备，并在可见光和近红外光谱下运行，具有 644 x 604 像素（0.38 百万像素 (MP)）的分辨率。

图 2：开发模组核心的光学传感器尺寸仅为 2.73 x 2.16 毫米。（图片来源：STMicroelectronics）

开发模组使用 MIPI 摄像机的串行接口 2 (CSI-2)，这是一种广泛采用的高速协议，用于将静态和视频图像从传感器传输到应用处理器。传感器还具有自动暗校准、缺陷像素校正以及模拟和数字增益等功能。

通过不同的镜头看机器视觉

STMicroelectronics 能让您轻松尝试不同的机器视觉选项。目前，有几种开发模组参考设计可供使用，且配备各种镜头和光学设置。这些预研模组配有聚焦镜头，在洁净室环境中进行粘合和测试，也配备了相同的柔性印刷电路 (FPC) 到板的连接器和引脚排列。这样，使用相同的开发工具和光学参数，对配备不同镜头的开发模组进行快速的即插即用配置成为可能。

开发工作有两种选择。您可以使用 [STEVAL-EVK-U0I1] USB 套件（图 3）并连接 [STEVAL-55G1MBI1]S- 板（用于固定已安装的摄像头组件的板）（图 4），也可以使用 [STEVAL-CAM-M0I1] P- 板将其与您最喜欢的嵌入式处理平台连接。P- 板需要您单独购买开发模组。带有 S- 板的 EVK 可以通过 USB 连接与 PC 相连，而使用 P- 板的开发则从嵌入式处理平台完成。

图 3：STEVAL-55G1MBI1 S- 板插入 STEVAL-EVK-U0I1 USB 套件，该套件通过 USB 连接器连接到 PC。（图片来源：STMicroelectronics）

图 4：STEVAL-55G1MBI1 的 S- 板包括已安装的摄像头组件。（图片来源：STMicroelectronics）

可以从 STMicroelectronics 下载图形化用户界面 (GUI) [软件] 和 [Linux]驱动程序。

结语

添加机器视觉能为应用带来了引人注目的新功能。然而，从市场上众多的商业解决方案中选择最佳系统，可能既耗时又极具挑战性。STMicroelectronics 的开发模组和相关软件简化了设计和开发过程。通过将不同的开发模组插入 EVK 或嵌入式处理平台，您就可以尝试多种镜头和光学配置。

审核编辑 黄宇