Sistemas integrados para visão de máquina

O que é um sistema integrado?

Os sistemas integrados são computadores designados para integração com partes maiores do equipamento. Os computadores embutidos em carros, equipamentos médicos e dispositivos de consumo, como smart TVs, são exemplos de sistemas integrados.  A atual tendência de hardware para computação integrada são os computadores compactos de placa única (SBCs, Single Board Computers) baseados em processadores ARM que executam o Linux. Os sistemas em módulos (SOMs, Systems On Modules) emparelhados com placas portadoras específicas à aplicação também são populares, e, para aplicações que exigem um computador potente e pequeno, os SBCs e os SOMs criados em torno de processadores x64 são uma ótima opção.

x64 comparado ao ARM

Vantagens de sistemas incorporados

Em comparação com hardware tradicional de PC, os sistemas integrados são compactos e baratos. Embora não seja possível substituir os componentes individuais dos SBCs, é possível agregar conectividade adicional usando placas de expansão conectadas à GPIO. Uma ampla gama de placas acessórias que podem expandir rapidamente a funcionalidade estão disponíveis para o popular Raspberry Pi. Muitos SBCs também estão disponíveis com o mesmo layout de GPIO.

Fig 1. Placas acessórias podem ser anexadas aos pinos da GPIO de SBCs para agregar conectividade adicional, como portas USB (esquerda) e relés (direita).

Para aplicações mais exigentes, SOMs emparelhados com placas portadoras proporcionam ainda mais flexibilidade. O NVIDIA Jetson TX2 é um SOM. Ele tem um processador ARM potente, GPU com CUDA de 256 núcleos e controladores de memória e E/S incluídos em um módulo compacto. Uma placa portadora é necessária para fornecer energia ao SOM e fornecer conectores para USB, GigE e GPIO. 

Fig 2. O emparelhamento de um SOM com diferentes placas portadoras pode otimizar a conectividade e as dimensões físicas de um sistema integrado para uma aplicação específica.

A potência de computação do hardware integrado pode reduzir a dependência que um sistema de visão tem de servidores centrais ou plataformas de computação na nuvem. Ao realizar o processamento de imagens em sistemas integrados localizados perto das câmeras, a latência e o consumo de largura de banda podem ser reduzidos, e a transferência de dados e a segurança das informações podem ser aumentadas.

Saiba mais sobre edge computing

Ao alternar do hardware tradicional de PC para um SBC ou SOM e uma placa portadora, você pode criar sistemas menores, mais eficientes em termos de energia e menos caros.

Fig 3. Resultados de referência que comparam o consumo relativo de potência da CPU, de largura de banda da memória e de energia em vários SOCs e CPUs disponíveis em SBCs e SOMs.

Aproveitar as câmeras FLIR e o software em sistemas integrados

O Spinnaker SDK da FLIR é compatível com Windows 7/8/10 e Ubuntu 14.04/16.04 em hardware x64 e com Ubuntu 14.04/16.04 em hardware ARM.

As câmeras FLIR simplificam o desenvolvimento de aplicações de visão para a borda. As câmeras FLIR capturam, de maneira confiável, imagens detalhadas em condições de luminosidade desafiadoras emparelhando os mais recentes sensores CMOS com algoritmos avançados de controle automático para correção de cor e exposição. As câmeras FLIR Blackfly S apresentam sensores Pregius da Sony com alta eficiência quântica e baixo ruído de leitura, permitindo a captura de imagens claras em pouca luminosidade. O intervalo dinâmico amplo garante que os detalhes sejam capturados em regiões sombreadas e brilhantes de cenas de alto contraste.

O processamento potente de imagens na placa de câmeras FLIR inclui interpolação de cores, aumento da nitidez e correção de gama, reduzindo os requisitos de processamento no lado do host. O suporte para o protocolo de horário de precisão IEEE 1588 facilita a sincronização com o GigE Blackfly S com uma base comum de horário em outros dispositivos com recursos de IEEE 1588.