Įvadas
Išmaniosios spynos tradicinius raktus pakeičia veido atpažinimo kodais, PIN kodais arba programėlėmis mobiliesiems. Norint įgalinti atrakinimo pagal veidą arba vaizdo durų skambučio funkcijas, daugelis išmaniųjų spynų apima akameros modulis. Tačiau skirtingai nei prie sienos prijungta apsaugos kamera, išmanioji spyna veikia su baterijomis ir turi labai mažai vietos. Pasirinkimas iškameros modulistiesiogiai veikia akumuliatoriaus veikimo laiką, reakcijos greitį ir vaizdo kokybę. Šiame straipsnyje paaiškinama, kokie fotoaparato moduliai naudojamiišmaniosios spynosir kodėl.
Kodėl išmaniesiems užraktams reikia specializuotos kameros
Išmaniajam užraktui gali reikėti:
Užfiksuokite veidą atpažinti 30–100 cm atstumu.
Įrašykite trumpą vaizdo įrašą, kai kas nors paskambins į duris.
Nufotografuokite, kai aptiktas klastojimas.
Šios užduotys turi būti atliekamos per sekundę naudojant labai mažai energijos. Įprastas išmanusis užraktas veikia su AA tipo baterijomis nuo šešių iki dvylikos mėnesių. Bet koks pridėtas fotoaparatas neturi išsikrauti akumuliatoriaus per kelias savaites.
Pagrindiniai „Smart Lock“ kameros modulio reikalavimai
| Reikalavimas | Kodėl tai svarbu |
|---|---|
| Mažas energijos suvartojimas | Baterijos turi veikti mėnesius, o ne dienas |
| Mažas pėdsakas | Tinka spynos korpuso viduje |
| Visuotinis užraktas | Užfiksuoja judančius veidus be susiliejimo |
| Greitas pabudimas | Užraktas reaguoja akimirksniu |
| Geras veikimas esant prastam apšvietimui | Dirba naktį arba blankiuose koridoriuose |
CMOS kameros modulis – standartinis pasirinkimas
Dauguma išmaniųjų spynų naudoja acmos kameros modulis. CMOS jutikliai siūlo geriausią vaizdo kokybės, energijos suvartojimo ir kainos balansą. Akameros modulio jutiklissu galinio apšvietimo (BSI) technologija pagerina jautrumą prastam apšvietimui – tai svarbu durų angoms naktį. Skiriamoji geba paprastai svyruoja nuo VGA (640 × 480) iki 1080p. Acmos kameros modulissu 1–2 megapikseliais suteikia pakankamai detalių veido atpažinimui nesukuriant didelių duomenų apkrovų.
„Global Shutter“ kameros modulis – judesio fiksavimas
Kai naudotojas stovi priešais išmanųjį užraktą, jo galva dažnai šiek tiek pajuda. Riedėjimo jutiklis sukurs iškreiptus vaizdus ir sumažins atpažinimo tikslumą. Apasaulinis užrakto kameros modulisatskleidžia kiekvieną pikselį tuo pačiu momentiniu, stingdančiu judesiu. Tai labai svarbu patikimam veido autentifikavimui. Visuotiniai užrakto jutikliai naudoja šiek tiek daugiau energijos, tačiau dėl jų tikslumo pranašumo jie yra tinkamiausias pasirinkimas aukščiausios klasėsišmaniosios spynos.
Mažas energijos suvartojimas – didžiausias iššūkis
Mažas energijos suvartojimasdiktuoja beveik kiekvieną dizaino pasirinkimą. Kamera turi:
Būkite giliame miege (mikroampai), kol asmuo bus aptiktas (PIR jutikliu arba prisilietimu).
Pabuskite, nufotografuokite arba nufotografuokite trumpą vaizdo įrašą ir grįžkite miegoti – visa tai per 1–2 sekundes.
Naudokite labai mažą aktyviąją galią (nuo dešimčių iki šimtų milivatų).
Gamintojai tai pasiekia pasirinkdamicmos kameros modulisjutikliai su integruotais budėjimo režimais ir integruoti fotoaparatą su mažos galios mikrovaldikliu. Kai kurie moduliai saugo keletą kadrų ir visiškai išjungia maitinimą.
MIPI / USB kameros modulis – sąsajos pasirinkimai
Dauguma išmaniųjų spynų yra įterptosios sistemos, o ne kompiuteriai. Taigi,mipi /USB kameros modulissąsaja paprastai yra MIPI CSI-2, kuri tiesiogiai jungiasi prie pagrindinio užrakto procesoriaus (ARM Cortex-M arba AI greitintuvo). MIPI naudoja mažiau energijos ir turi mažesnę delsą nei USB. USB kartais naudojamas derinimui arba spynoms, turinčioms atskirą kamerą, skirtą vaizdo įrašų skambučio transliacijai (kai užraktas prijungtas prie maitinimo tinklo). Naudojant bateriją, pirmenybė teikiama MIPI.
4K fotoaparato modulis Raspberry Pi – prototipų kūrimui
Galite pamatyti4k kameros modulis raspberry pi„pasidaryk pats“ išmaniųjų užraktų projektuose arba ankstyvuosiuose MTTP. Raspberry Pi su 4K kamera leidžia kūrėjams greitai išbandyti veido atpažinimo algoritmus. Tačiau 4K raiška sunaudoja per daug energijos ir sukuria per daug duomenų, kad užraktas būtų maitinamas akumuliatoriumi. Gamybinės išmaniosios spynos naudoja mažesnę skiriamąją gebą (VGA iki 1080p). The4k kameros modulis raspberry piyra naudinga eksperimentams, bet ne galutiniam produktui.
Kameros modulio jutiklis – tinkamo pasirinkimas
Thekameros modulio jutiklisIšmaniojo užrakto viduje paprastai yra mažo formato CMOS jutiklis (nuo 1/9 colio iki 1/4 colio). Pagrindiniai parametrai:
Pikselių dydis– Didesni pikseliai (didesni arba lygūs 2,0 µm) pagerina jautrumą silpnam apšvietimui.
Dinaminis diapazonas– Reikalingas scenoms su ryškia išorės šviesa ir tamsiu interjeru.
Kadrų dažnis– Veido fiksavimui pakanka 15–30 kadrų per sekundę.
Automatinės funkcijos– Automatinė ekspozicija ir baltos spalvos balansas supaprastina integravimą.
Įgyvendinimo pavyzdys
Įprastą veido atpažinimo išmanųjį užraktą sudaro:
A pasaulinis užrakto kameros modulis(1 MP, vienspalvis IR apšvietimui).
IR šviesos diodų matrica, skirta naktiniam darbui (akimi nematoma).
Mažos galios mikrovaldiklis, kuris pažadina fotoaparatą, kai kas nors artinasi.
Kamera užfiksuoja vieną ar du kadrus, siunčia juos į mažą AI greitintuvą (pvz., Google Coral), tada išsijungia. Visas procesas trunka mažiau nei 500 ms.
Nuoširdūs kameros moduliai, skirti išmaniesiems užraktams
Nuoširdžiai projektuojamekameros modulisspecialiai skirti sprendimaiišmaniosios spynos:
Cmos kameros modulis– itin maža budėjimo režimo srovė (<10 µA).
Visuotinis užrakto kameros modulis– Veido fiksavimas be susiliejimo.
Mipi / USB kameros modulis– MIPI įterptajam, USB prototipams kurti.
4k kameros modulis raspberry pi– Algoritmų kūrimui.
Kameros modulio jutiklis– Pasirinktinis pasirinkimas (Sony, OmniVision) su nedideliu plotu.
Santrauka
Išmaniosios spynospasikliauti kruopščiai parinktaiskameros modulistechnologija. Idealus modulis subalansuojamažas energijos suvartojimas, mažas dydis ir patikimas veido fiksavimas.Cmos kameros modulisjutikliai supasaulinis užrakto kameros modulispageidautina, kad būtų išvengta judesio susiliejimo. Sąsaja paprastai yramipi /USB kameros modulissu MIPI laimėjo energijos vartojimo efektyvumą. Nors a4k kameros modulis raspberry pipuikiai tinka prototipams kurti, gamybos spynos naudoja mažesnę skiriamąją gebą. Suprasdami šiuos poreikius, galite pasirinkti tinkamąkameros modulio jutiklissaugiam ir ilgalaikiam išmaniajam užraktui.
Susisiekite su Nuoširdžia ir aptarkite savoišmaniosios spynoskameros modulio projektas.
