计算机视觉（1）-图像采集设备选型全景表（工业 + 医疗 + 车载）
图像采集设备选型全景表（工业 + 医疗 + 车载）
一份面向工程师的“场景—设备—协议”速查表
1 工业 & 医疗 & 通用场景
| 应用场景 | 主流设备形态 | 接口 / 协议 | 典型性能 | 突出优势 | 致命短板 | 动态范围 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 工业检测 AOI / 量测 / 缺陷 | 工业相机 + 采集卡 | Camera Link HS CoaXPress CXP-12 GigE Vision PoE++ | 12 MP @ 120 fps 16 bit 灰度 @ 65 Gbps | ±5 ns 触发精度 FPGA 前处理 | 单根线 ≤ 15 m 散热苛刻 | 60–75 dB |
| 医疗影像 内窥镜 / DSA | 医疗级 CMOS + SDI | SDI 12 G Optical HDMI 2.1 | 4 K @ 60 fps 10 bit 4:4:4 | DICOM 14 bit 校准 零延迟手术 | FDA/CE 认证 单台 > 5 万 $ | 70 + dB |
| 安防监控 人脸 / 周界 | AI IPC | RJ-45 PoE++ ONVIF / RTSP | 4 K @ 30 fps + AI | Jetson 边缘计算 | H.265 伪影 夜噪严重 | 50–60 dB |
| 直播 / 录播 | HDMI/SDI 采集盒 | HDMI 2.1 SDI 6 G | 4 K @ 60 fps HDR 32 ch 音频 | 硬件编码推流 多画面 | 无硬件触发 色深 ≤ 10 bit | 55–65 dB |
| 科研 / 显微 | 背照式 sCMOS | USB3.2 Gen2×2 PCIe 4.0 | 2048×2048 @ 100 fps 16 bit ADC | QE > 95 % 读出噪声 < 1 e⁻ | 液氮冷却 单台 > 10 万 $ | 85 + dB |
| 移动 / 便携 | MIPI 模组 | USB4 / Thunderbolt 4 MIPI CSI-2 | 8 K @ 30 fps H.265 硬压 | 功耗 < 1.5 W 体积 < 10 cm³ | 无外部触发 抗震差 | 45–55 dB |
🔧 关键差异速览
| 功能 | Camera Link HS | CoaXPress CXP-12 | GigE Vision PoE++ |
|---|---|---|---|
| 单通道带宽 | 850 MB/s | 12.5 GB/s | 125 MB/s |
| 线缆成本 | $200/m (光纤) | $50/m (同轴) | $10/m (CAT6A) |
| 同步精度 | ±5 ns | ±8 ns | ±1 ms (软) |
| 典型应用 | 晶圆检测 | 电池极片缺陷 | 物流分拣 |
工业避坑：高帧检测 → CXP-12；远距离 → GigE PoE；微米级 → 16 bit 灰度 + 光触发
2 车载 ADAS / 环视 / DMS
| 场景 | 相机类型 | 传感器示例 | 分辨率/帧率 | 通讯协议 | 物理接口 | 动态范围 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ADAS 前向 | 全局快门 CMOS | 安森美 AR0820 | 8 MP @ 30 fps | GMSL III 6 Gbps | HSD/FAKRA | 120 dB |
| 环视系统 | 广角背照 CMOS | 思特威 SC326AT | 3 MP @ 30 fps | FPD-Link IV 4.16 Gbps | HSD/FAKRA | 120 dB |
| DMS/OMS | NIR CMOS + LED | 豪威 OV2312 | 720 p @ 60 fps | LVDS / USB3.0 | FAKRA / USB-C | 100 dB |
🚗 车规链路演进
- SerDes 芯片：TI DS90UB954 (GMSL III)、Maxim MAX9296 (GMSL)
- 线束：FAKRA → Mini-FAKRA/HSD（20 GHz）、PoC 12 V 供电
- 国产化：豪威 OTX9342（2.5 Gbps，26 m，AEC-Q100 G2）
✅ 选型口诀
- 工业：触发精度 > 带宽 > 分辨率
- 医疗：低延迟 > 色彩保真 > 认证
- 车载：车规认证 > 传输距离 > 分辨率