Visoje vietovėje veikiančiam autonominiam apsaugos robotui regėjimo sistema yra „akys“ ir įėjimo į „smegenis“ taškas. Šie robotai dažnai naudojami kaip Robot-as-a-Service (RaaS) sprendimų dalis, veikiantys sudėtingose aplinkose, pvz., miesteliuose, statybvietėse, pasieniuose ir naftos bei dujų įrenginiuose, kad galėtų atlikti patikrinimo ir saugumo užduotis. Jų naudingosios apkrovos sistemose paprastai yra integruotos šiluminės vaizdo, RGB kameros ir infraraudonųjų spindulių kameros, todėl jas reikia greitai įdiegti per kelias valandas ir užtikrinti stabilų ilgalaikį{6}} veikimą.
Tokiose programose kameros modulio pasirinkimas tiesiogiai nulemia roboto aplinkos suvokimą, užduočių efektyvumą ir bendrą patikimumą. Fotoaparatas negali tik „fiksuoti vaizdų“; ji turi nuosekliai užtikrinti: aiškų vaizdą esant bet kokioms apšvietimo sąlygoms, labai tikslų realaus pasaulio atvaizdavimą, sklandų integravimą su pagrindine valdymo sistema ir pramoninio -lygio patvarumą.
I. Pagrindiniai visų-reljefo robotų regėjimo sistemų reikalavimai
Skirtingai nuo{0}}vartotojiškų kamerų, ant autonominių robotų sumontuotos kameros susiduria su trimis pagrindiniais iššūkiais:
1. Sudėtingos aplinkos.
Robotas gali patruliuoti ryškioje vidurdienio saulės šviesoje arba veikti esant silpnai žvaigždžių šviesai naktį, susidurdamas su lietumi, rūku ar dulkėmis. Nepaisant dinamiškų apšvietimo pokyčių, fotoaparatas turi išlaikyti aiškų vaizdą.
2. Tikslus suvokimas.
Savarankiška navigacija, tikslo atpažinimas ir elgsenos sprendimas,{0}}kuris priklauso nuo vaizdinės įvesties. Bet koks vaizdo iškraipymas gali sukelti klaidų sprendžiant atstumą ir padėtį{2}}, kuri gali būti svarbi saugumo patrulių problema.
3. Efektyvi sistemų integracija.
Robotų gamintojai siekia greito diegimo ir mažų priežiūros išlaidų. Kameros modulis turi sklandžiai susieti su valdymo platformomis (pvz., „NVIDIA Jetson“, „Rockchip RK“ serija, „Raspberry Pi“), tuo pačiu sumažinant tvarkyklės kūrimo darbus ir tenkinant mažos-galios, didelio{4}}pralaidumo perdavimo reikalavimus.
II.A „Roboto{1}}išmanaus“ fotoaparato modulis: taupus dizainas nuo optikos iki sąsajos
Remiantis mūsų supratimu apie pramoninę viziją ir robotikos programas, CMOS kameros modulis, tikrai tinkamas dirbtinio intelekto robotams, turi būti „tik tinkamas“ šiais pagrindiniais parametrais:
1. Matymo ir iškraipymo laukas: tikslus erdvinis suvokimas
Šis fotoaparato modulis turi 75 laipsnių matymo lauką (FOV). Kodėl 75 laipsniai? Nors itin-plataus-kampo objektyvai suteikia platesnį vaizdą, jie pastebimai iškraipo vamzdį, ištempia objektus rėmo kraštuose. Dėl to gali atsirasti klaidų apskaičiuojant tikslines vietoves, ypač vengiant arti{6}}kliūčių arba tiksliai pritvirtinant prie doko.
75 laipsnių FOV pasiekia „auksinę pusiausvyrą“, apimančią svarbias priekines sritis, išlaikant optinį iškraipymą žemiau 1%. Tai užtikrina, kad robotas pasaulį suvoks tiksliai geometriškai, suteikdamas tvirtą pagrindą navigacijai ir RGB vaizdų sujungimui su terminiais duomenimis, kad būtų galima tiksliai atpažinti taikinį.
2. Židinio nuotolis ir lauko gylis: nuo artimų kliūčių iki tolimo stebėjimo
Šis modulis, turintis 2,92 mm židinio nuotolį ir fokusavimo diapazoną nuo 10 cm iki begalybės, palaiko dvi pagrindines galimybes:
Šalia{0}}lauko:Aiškus kliūčių ar detalių, esančių net 10 cm atstumu, vizualizavimas, labai svarbus naršant ankštose erdvėse arba atliekant išsamius patikrinimus.
Tolimasis{0}}laukas:Išsaugokite tolimų taikinių, pvz., personalo, transporto priemonių ar anomalijų, aiškumą be dėmesio nukreipimo.
Naudingosios apkrovos sistemose, kuriose yra šiluminės ir infraraudonųjų spindulių kameros, RGB kameros aiškumas tiesiogiai veikia sintezės algoritmus. Aštrūs RGB vaizdai leidžia tiksliai sulygiuoti su šiluminiais duomenimis, todėl tikslinis žymėjimas yra tikslus.
3. Jutiklio kokybė: stabili išvestis esant sudėtingam apšvietimui
Modulis naudoja „Sony IMX219“ jutiklį, pasiteisinusį tiek pramonėje, tiek{1}}aukštos klasės vartotojams. Pagrindiniai pranašumai apima:
Mažas triukšmas:Gaminami švarūs vaizdai esant prastam{0}}apšvietimui be trikdančio „sniego“, galinčio pabloginti algoritmo veikimą.
Tikslus spalvų atkūrimas:Išlaiko tikroviškas--gyviškas spalvas esant ryškiai apšvietimui, foniniam apšvietimui arba mišriam apšvietimui, o tai labai svarbu atliekant tokias užduotis kaip įrangos būsenos indikatorių įvertinimas arba personalo aprangos atpažinimas.
4.Sąsajos standartas: sklandus ryšys su pagrindiniu roboto valdikliu
Kaip 4K MIPI kameros modulis, jame naudojamas MIPI CSI-2 sąsajos standartas, pagrindinis įterptųjų regėjimo sistemų pasirinkimas. Privalumai:
Didelis pralaidumas:Palaiko didelės-raiškos ar net 4K vaizdo įrašų srautus, skirtus nuotoliniam stebėjimui ir analizei realiuoju laiku-.
Maža delsa:Minimali delsa nuo užfiksavimo iki perdavimo užtikrina reagavimą{0}}realiuoju laiku.
Mažas energijos suvartojimas:Būtinas akumuliatoriaus{0}}autonominiams robotams; MIPI sunaudoja daug mažiau energijos nei USB arba Ethernet alternatyvos.
Platus suderinamumas:Dauguma pagrindinių robotų valdymo plokščių (NVIDIA Jetson, Rockchip RK serija, Raspberry Pi CM serija) iš esmės palaiko MIPI CSI-2 modulius, todėl integravimo sudėtingumas sumažėja.
IV. Patikimumas: Veikimo 24/7 užtikrinimas nuo pat gamybos etapo
AI saugos robotai dažnai veikia pagal RaaS modelius su paslaugų{0}}lygio sutartimis, kurios žada veikimo laiką ir greitą pakeitimą. Kiekvienas komponentas turi būti labai patikimas.
Šis CSI-2 kameros modulis gaminamas laikantis griežtos kokybės kontrolės:
Pagaminta 100 klasės švarioje patalpoje, siekiant užtikrinti optinę švarą ir išvengti dulkių trukdžių.
Standartizuotas funkcionalumo, vaizdo kokybės ir sąsajos stabilumo patikrinimas prieš išvažiuojant iš gamyklos.
Palaikomas nuolatinis ilgalaikis{0}}darbas, kad atitiktų-visą parą tikrinimo reikalavimus.
Robotų gamintojams, pasirinkus patikrintą MIPI kameros modulį, numatomos eksploatacinės išlaidos. Stabilus, patikimas fotoaparatas sumažina lauko pakeitimų ir -popardavimo naštą, todėl inžinieriai gali sutelkti dėmesį į pagrindinius algoritmus ir programų kūrimą.
V. Sukurti tikrą „Vision Core“ AI saugos robotams
Iš esmės visapusiškai{0}}autonominio saugumo roboto vertė slypi „kaip-a-paslaugos“ patogume: greitas diegimas, visapusiška aprėptis ir garantuotas veikimo laikas. To siekimas priklauso nuo regėjimo sistemos stabilumo ir tikslumo.
Nesvarbu, ar patruliuojate miestelyje naktį,-kur RGB kameros turi bendradarbiauti su terminiu vaizdavimu, kad atpažintų tolimus pėsčiuosius,-ar naršydami siaurose įrangos patalpose su mažo-iškraipymo optika, ar tiekdami sklandžius HD vaizdo srautus nuotoliniam debesų stebėjimui, kiekvienas scenarijus priklauso nuo CMOS kameros modulio, kuris tikrai „supranta robotus“.
Tai ne tik aparatinės įrangos komponentas; tai pirmasis roboto langas pasauliui suvokti.
