1. 摄像头选型与接口：USB摄像头 vs MIPI摄像头 vs 网络摄像头
做嵌入式视觉开发，第一步就是选摄像头。说实话，我见过太多项目在摄像头选型上栽跟头——不是分辨率选高了跑不动，就是接口没选对导致驱动写死人。今天咱们就把这事聊透。
1.1 三种摄像头，各自什么来头？
USB摄像头，说白了就是即插即用。你买个罗技C920，插到电脑上就能用。为什么？因为它内部集成了ISP（图像信号处理器），把原始图像数据直接转成了UVC（USB Video Class）标准格式。我早期做安防项目时，图省事全用USB摄像头，结果发现一个问题——USB带宽是共享的，插多了就掉帧。
MIPI摄像头，这是嵌入式板子的亲儿子。树莓派、瑞芯微、全志这些开发板，板载的摄像头接口基本都是MIPI CSI。MIPI走的是差分信号，抗干扰强，带宽也大。但有个坑——它没有标准协议，每家芯片厂的驱动都不一样。我曾在RK3399上调试一个OV5640，折腾了整整三天才点亮。
网络摄像头（IP Camera），走的是以太网，用RTSP或ONVIF协议传输。适合远距离部署，比如工厂产线监控。但延迟是个问题，局域网内一般100-200ms，做实时控制就别想了。
| 类型 | 接口 | 驱动难度 | 延迟 | 典型场景 |
|---|---|---|---|---|
| USB摄像头 | USB 2.0/3.0 | 低（UVC标准） | 30-50ms | 桌面应用、快速原型 |
| MIPI摄像头 | MIPI CSI | 高（需适配驱动） | 10-20ms | 嵌入式设备、低延迟场景 |
| 网络摄像头 | RJ45 | 中（RTSP/ONVIF） | 100-200ms | 远程监控、分布式系统 |
我的建议：做原型验证用USB摄像头，最快。做量产产品用MIPI，成本低、延迟小。做远程监控用网络摄像头，别纠结。
1.2 分辨率与帧率，别盲目追高
很多新手上来就要4K 60fps。嗯，我理解这种冲动。但你要想清楚：你的处理器扛得住吗？你的带宽够吗？你的应用需要吗？
举个例子。我做车牌识别时，一开始用1080p 30fps，结果发现处理器解码都来不及，识别帧率只有5fps。后来降到720p 15fps，识别率反而上去了。为什么？因为处理器有余力做更复杂的算法了。
这里给个经验值：
- 人脸检测/识别：720p 15fps 足够，再高就是浪费
- 车牌识别：1080p 25fps，要保证运动模糊小
- 工业质检：看产线速度，有时需要全局快门+高帧率
- AI视觉：分辨率不是关键，模型输入尺寸才是
注意：分辨率越高，每帧数据量越大。1080p一帧约6MB（YUV420），4K一帧约24MB。你算算你的DDR带宽和总线带宽够不够？我曾经在项目里因为没算这个，导致系统卡死，后来被迫降分辨率。
1.3 接口协议：UVC vs V4L2
这两个协议，是嵌入式视觉开发者绕不开的坎。
UVC（USB Video Class），是USB摄像头的事实标准。你插上摄像头，Linux内核自动识别，生成/dev/video0节点。应用层直接用V4L2 API就能操作。我习惯用v4l2-ctl工具先看看设备能力：
# 查看摄像头支持的分辨率和帧率
v4l2-ctl -d /dev/video0 --list-formats-ext
# 设置格式
v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video=width=1280,height=720,pixelformat=YUYV
# 抓一帧测试
v4l2-ctl -d /dev/video0 --stream-mmap --stream-to=test.yuv --stream-count=1V4L2（Video for Linux 2），是Linux下视频设备驱动的标准框架。不管是USB摄像头还是MIPI摄像头，最终都通过V4L2接口暴露给应用层。说白了，V4L2是内核和应用程序之间的桥梁。
MIPI摄像头在V4L2里走的是subdev架构。你需要先配传感器（sensor），再配ISP，最后才能拿到图像。我调试MIPI摄像头时，最常用的命令是：
# 查看所有video节点
ls /dev/video*
# 查看subdev信息
media-ctl -p
# 设置MIPI摄像头分辨率
media-ctl -d /dev/media0 --set-v4l2 '"ov5640 0-003c":0[fmt:UYVY8_2X8/640x480]'小技巧：调试MIPI摄像头时，先用media-ctl把整个pipeline画出来，看看数据流对不对。我每次都会先做这一步，能省掉一半的调试时间。
1.4 选型避坑指南
这些年踩过的坑，我总结了几条：
- 别信标称参数：有些USB摄像头标称1080p 30fps，实际在Linux下只能跑15fps。为什么？因为驱动没优化。我建议买之前先查查有没有Linux驱动支持。
- 注意传感器类型：卷帘快门（Rolling Shutter）拍运动物体会变形，全局快门（Global Shutter）才适合工业场景。我吃过这个亏，拍高速运动的螺丝，结果图像扭曲得没法看。
- MIPI的线长限制：MIPI信号一般不能超过30cm，长了就衰减。如果你需要远距离，要么用USB延长器，要么换网络摄像头。
- UVC的坑：有些USB摄像头虽然支持UVC，但只支持MJPEG格式，不支持YUV。MJPEG解码需要CPU，会占用大量资源。我建议优先选支持YUV格式的。
好了，这一章就聊到这。下一章咱们讲视频采集的实战——怎么用V4L2 API写一个高效的采集程序。到时候我会把代码一行行拆开讲，保证你听完就能上手。