بسیاری از توسعه دهندگان هنگام انتخاب ماژول دوربین، وضوح حسگر، وضوح تصویر یا کیفیت لنز را در اولویت قرار می دهند. با این حال، رابط ماژول دوربین اغلب تأثیر بیشتری بر پایداری انتقال، پهنای باند، تأخیر، مسیریابی کابل و ادغام کلی سیستم در پروژههای مهندسی واقعی دارد.
چه در حال ایجاد یک دستگاه تصویربرداری هوش مصنوعی، یک سیستم بینایی خودرو، یک دوربین USB صنعتی یا یک ماژول دوربین تعبیه شده 2 مگاپیکسلی هستید، درک انتخاب های رابط ضروری است.
این مقاله هفت نوع رابط معمولی ماژول دوربین را تشریح میکند و پیشنهادات انتخابی مفید و مهندسی-متمرکز ارائه میدهد.
1. رابط ماژول دوربین MIPI CSI-2
MIPI CSI-2 در حال حاضر پرکاربردترین رابط کاربری در گوشی های هوشمند، تبلت ها، دستگاه های هوش مصنوعی تعبیه شده و سیستم های فشرده لینوکس است.
معماری سیگنال دهی دیفرانسیل آن پهنای باند بالا و مصرف انرژی نسبتاً پایینی را ارائه میکند و آن را برای ماژولهای دوربین با وضوح بالا و برنامههای هوش مصنوعی لبهای مناسب میکند.
- انتقال پهنای باند بالا
- مصرف برق کم
- مسیریابی PCB فشرده
- پشتیبانی از فرمت های RAW/YUV/RGB
در نظر گرفتن انتخاب
MIPI معمولاً گزینه ارجح برای پروژههای بینایی جاسازی شده است که به اندازه فشرده، انتقال تصویر کارآمد و مصرف انرژی کم سیستم نیاز دارند.
2. رابط ماژول دوربین USB
USB یکی از ساده ترین و سریع ترین رابط های ماژول دوربین برای یکپارچه سازی سیستم است.
ماژول های دوربین USB به طور گسترده در اتوماسیون صنعتی، سیستم های کنفرانس، تجهیزات پزشکی و لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده می شوند.
- وصل-و-پشتیبانی
- درایور UVC{0}}سازگاری رایگان
- سازگار با ویندوز/لینوکس/اندروید
- چرخه توسعه سریع
USB 2.0 هنوز برای ماژول های دوربین 2 مگاپیکسلی رایج است، در حالی که USB 3.0 برای نرخ فریم بالاتر و انتقال ویدیو 4K ترجیح داده می شود.
A ماژول دوربین 2 مگاپیکسلی GC2093می توان از طریق USB برای سیستم های جاسازی شده فشرده با نیازهای تاخیر کم یکپارچه شد.
در نظر گرفتن انتخاب
اگر استقرار سریع و سازگاری گسترده در اولویت هستند، USB اغلب کاربردی ترین راه حل است.
3. DVP (درگاه ویدیوی دیجیتال)
DVP یک رابط سنتی دوربین موازی است که معمولاً در سیستمهای تعبیهشده قدیمیتر و طراحیهای کمهزینه- یافت میشود.
داده های تصویر را از طریق گذرگاه های داده موازی و سیگنال های همگام سازی ساده منتقل می کند.
- معماری سخت افزاری ساده
- پیچیدگی توسعه کمتر
- معمولاً در برنامههای کاربردی با وضوح کمتر-استفاده میشود
- عملکرد پهنای باند محدود
در نظر گرفتن انتخاب
ممکن است DVP همچنان برای محصولات تعبیه شده{0}}حساس هزینه مناسب باشد، اما به تدریج با MIPI در طرح های مدرن جایگزین می شود.
4. رابط دوربین LVDS
LVDS (-سیگنالسازی دیفرانسیل ولتاژ پایین) به طور گسترده در دوربینهای صنعتی، سیستمهای تصویربرداری پزشکی و برنامههای بینایی ماشین استفاده میشود.
در مقایسه با رابطهای موازی سنتی، LVDS مقاومت EMI قویتر و انتقال از راه دور پایدارتر- ارائه میدهد.
- پایداری انتقال بالا
- قابلیت مسافت طولانی-
- قابلیت اطمینان درجه صنعتی-
- برای انتقال تصویر با سرعت{0} بالا مناسب است
در نظر گرفتن انتخاب
LVDS اغلب زمانی انتخاب می شود که قابلیت اطمینان صنعتی و پایداری سیگنال مهمتر از اندازه سیستم فشرده باشد.
5. رابط دوربین GMSL
GMSL (پیوند سریال چند رسانه ای گیگابیتی) به طور فزاینده ای در سیستم های بینایی خودرو، روباتیک و پلتفرم های خودمختار استفاده می شود.
از انتقال-در مسافت طولانی-سرعت بالا از طریق کابل های کواکسیال پشتیبانی می کند و در عین حال عملکرد EMI قوی را حفظ می کند.
- قابلیت اطمینان-درجه خودرو
- انتقال کابل بلند
- قابلیت ضد{0}}تداخل عالی
- از سیستمهای ADAS و{0}}نمای فراگیر پشتیبانی میکند
در نظر گرفتن انتخاب
برای سیستمهای خودرویی یا روباتیکی که در محیطهای سخت کار میکنند، GMSL تعادل قوی بین پایداری و فاصله انتقال فراهم میکند.
6. رابط دوربین اترنت
سیستمهای دوربین اترنت معمولاً در نظارت، زیرساختهای شهر هوشمند و برنامههای شبکههای صنعتی استفاده میشوند.
در مقایسه با USB یا MIPI، اترنت فواصل انتقال بسیار طولانیتر و راهاندازی آسانتر چند دوربین-را امکانپذیر میکند.
- شبکه از راه دور-
- از PoE پشتیبانی می کند
- گسترش آسان چند-دوربین
- مناسب برای سیستم های توزیع شده
در نظر گرفتن انتخاب
اترنت اغلب راه حل ترجیحی برای دوربین های IP و سیستم های نظارت صنعتی در مقیاس بزرگ-است.
7. سایر رابط های دوربین
SPI / I2C
SPI و I2C معمولاً برای حسگرهای{1} با وضوح پایین یا ارتباطات کمکی مانند پیکربندی ثبت و نظارت بر وضعیت استفاده میشوند.
HDMI
HDMI عمدتاً برای خروجی مستقیم ویدیو به نمایشگرهای خارجی و سیستم های پخش زنده استفاده می شود.
رابط های بی سیم
راهحلهای انتقال بیسیم مانند Wi{0}}Fi معمولاً در پهپادها و سیستمهای تصویربرداری موبایل استفاده میشوند، اگرچه تأخیر و پایداری همچنان چالشهای کلیدی هستند.
نحوه انتخاب رابط ماژول دوربین مناسب
در پروژه های مهندسی واقعی، انتخاب رابط معمولا بر اساس موارد زیر است:
- سازگاری با پردازنده
- پهنای باند مورد نیاز
- فاصله انتقال
- مصرف برق
- محیط EMI
- الزامات تاخیر
- پیچیدگی توسعه
رابطهای مختلف مشکلات سطوح مختلف سیستم را حل میکنند. هیچ رابط مطلق "بهترین" وجود ندارد، فقط مناسب ترین معماری برای برنامه است.
