强大的简化单板计算机的推出催生了令人兴奋的新产品设计。在通过小型化优化成本和（或）效率的应用 中，其效用尤为明显。此外，视觉系统还可以使用功能全面的板级机器视觉摄像头进一步缩小产品的整体尺寸 ，实现操作灵活性，并支持定制或非标准光学部件。典型的例子包括：医疗诊断、测量、机器人技术、嵌入式 视觉、包装和印刷检查、手持式扫描仪、桌面实验室等空间有限的系统。
本文涵盖了选择嵌入式视觉摄像头时需要考虑的几个重要方面，包括功能组、支持、热管理和电磁兼容性等几个重要方面。
系统设计师在从封装相机转换为板级相机时，应仔细考虑其成像和相机性能要求。许多小型板级相机只支持低 分辨率传感器和少量 GPIO 线路和有限的相机内部功能。相反，许多全功能机器视觉相机的板级型号只是 拆卸外壳的标准相机。虽然这些相机可能达到所需的成像性能，但它们的尺寸可能不比标准的封装型号小多少 。这种相机通常使用标准 GPIO 和接口连接器由于体积大而不适合嵌入式应用。例如，传统工业锁 连接器的尺寸与 相同Blackfly S 板级摄像头一般尺寸。
FLIR 的 Blackfly S 板级摄像头整体设计为嵌入式系统。它们的形状非常紧凑，只有 29mm x 29mm x 10mm，可提供相同的成像性能和封装 Blackfly S 型号功能完整丰富；紧凑型 GPIO 和接口连接 节省了额外的空间。FLIR 嵌入式视觉摄像头产品的另一个重要优点是使用 1/3 至 1.1 由于相同的外观系数，所有相机都具有良好的可用性——各种相机型号采用相同的外观系数，简化了系统和未来产品变型 的开发和升级。
对于希望集成非标准光学元件或将图像传感器尽可能靠近目标放置的客户而言，板级相机是一个具有吸引力的 选择。板级相机没有固定的透镜支架，设计人员可自由选择除机器视觉行业常用的标准 C、CS 或 S 接口透镜 以外的光学元件。这种设计也非常适合通常不需要透镜的生物技术和激光束分析应用。板级摄像头的另一个 1/4 常用应用是将透镜支架集成到另一个产品部件中——嵌入式视觉摄像头的名称。此外，通过成型 将透镜支架直接集成到产品外壳中，可以有效简化制造和组装，进一步降低成本。为了评估未配备透镜支架的板级相机，还应购买安装配件。如果包装型号具有与板级型号相同的传感器和功能，则可作为开发平台使用。在为板级摄像头选择正确的透镜支架时，最重要的因素之一是所使用的传感器的尺寸。S 1/3" 或较小的低分辨率(通常低于 2MP)传感器。CS 型支架透镜设计为 1/3 至 1/2 传感器。如果传感器尺寸为 1/2 或以上，最好使用 C 型支架透镜。
封装机视觉相机依靠其外壳表面区域来消散传感器FPGA 和其他部件产生的热量。如果没有外壳，可能对高性能 板级相机有其他设计要求，以确保其在推荐温度范围内运行。在这种情况下，提供足够的散热是关键 。制造商通常为最高温度的组件提供最高温度。FLIR Blackfly S 相机，规定 FPGA 最高结 温度为 105℃(221 华氏度)。
系统设计人员必须确保其热管理解决方案符合此指标。散热器尺寸、相机所安装的机架表面积或所需主动散热 器的类型取决于传感器、帧速率、运行环境及正在执行的相机图像处理数量。为便于在摄像头上安装散热器，我们推荐在导热垫上使用散热膏，尽可能减少板对摄像头的应力。
在大多数情况下，板级摄像头直接集成到没有外壳的嵌入式视觉系统/产品中。然而，可能有必要通过外壳防止相机不与产品集成 而暴露在元件下的应用程序损坏。在快速原型生产中，嵌入式系统设计师可以使用 3D 打印机可以很容易地设计和打印摄像头外壳，或者使用纳摄像头的通用塑料外壳，然后通过垫片和安装支架将摄像头安装到位。
第一代 USB 3.1 是嵌入式系统的理想接口。它的通用功能可以保证从台式计算机到 ARM 处理器的单板电脑 电脑 (SBC) 和其他硬件提供支持。直接存储器访问 (DMA) 可以将延迟保持在最低限度，而无需使用过滤器驱动程序。第一代 USB 3.1 还采用单根电缆供电，可提供高达480 MB/s 数据吞吐量有效地简化了机电设计。
嵌入式系统设计师的一个重要目的包括现有设计的小型化。在这种情况下，电缆的最大长度远不如电缆和 连接器的体积重要。柔性印刷电路 (FPC) 电缆支持第一代 USB 3.1。FPC顾名思义， 电缆是指能够弯曲和扭转以适应紧密包装系统的电缆。此外，高质量的锁定连接器和带锁凸耳的 FPC 屏蔽电缆可以保证高度安全可靠的连接。USB 3.1 接口有一个潜在的弊病，它的高频信号会对无线设备造成高达 5 GHz 干扰(如 GPS 信号)。我们还为使用此类无线频率的应用提供带 GigE 接口的 FLIR 板级摄像头。
MIPI CSI 是许多嵌入式主板中使用的另一种通用接口。USB 相比，MIPI 协议和驱动程序的复杂性可能会使开发更耗时。基于低压差分信号 (LVDS) 接口也可用，直接连接主机端 FPGA 设计；但是 每个信号传输通道需要两条电线——这在某些应用中是一个小而重要的缺点。软件支持
软件支持是选择嵌入式系统相机时不可忽视的重要考虑因素。
支持台式和嵌入式系统SDK，设计师可以通过熟悉的工具轻松自由地开发视觉应用程序，并将其部署到选定的嵌入式平台 上。FLIR 的 Spinnaker SDK 以 为基础x86、x64 和 ARM 处理器的 Windows 和 Linux 支持台式系统。
如果没有外壳提供的屏蔽，板级相机的电磁兼容性 (EMC) 不同于包装型号。所有包装 FLIR 机器的视觉摄像头通过 EMC 认证；然而，板式摄像头尚未得到认证。这些板式摄像头应嵌入其他产品/系统，因此需要单独认证成品。无论使用哪种应用程序，我们都建议它们遵循电磁干扰如其他电气元件(EMI) 管理的最佳实践。
板级摄像头对嵌入式视觉系统的革新，使紧凑多功能的创新性产品的设计更加自由和灵活。除本文提出的因素 外，还要注意使用高质量传感器、光学元件和可靠部件，让您的嵌入式系统适应未来。FLIR 全系列板级摄像头是专门为这些应用程序设计的，提供行业领先的 3 年度保修。我们的机器视觉专家可以帮助您选择 3/4 正确的成像性能和嵌入式系统的外观因素等级。