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安森美半導(dǎo)體的RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)如何實(shí)現(xiàn)超低功耗事件觸發(fā)成像

發(fā)布時(shí)間:2021-05-31 來(lái)源:安森美半導(dǎo)體 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】物聯(lián)網(wǎng)正結(jié)合人工智能(AI),向超自動(dòng)化進(jìn)化發(fā)展。安森美半導(dǎo)體的RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)體現(xiàn)了這概念,為邊緣提供基于視覺(jué)的AI以實(shí)現(xiàn)物體自動(dòng)識(shí)別和場(chǎng)景變化等功能。RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)設(shè)計(jì)用于支持電池供電的智能成像應(yīng)用,可便攜,超低功耗,能在相關(guān)事件觸發(fā)時(shí)捕獲圖像,并為智能圖像監(jiān)控解決方案提供邊緣到云的聯(lián)接,適用于資產(chǎn)管理、智能建筑、工業(yè)自動(dòng)化、智能農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。
 
物聯(lián)網(wǎng)正結(jié)合人工智能(AI),向超自動(dòng)化進(jìn)化發(fā)展。安森美半導(dǎo)體的RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)體現(xiàn)了這概念,為邊緣提供基于視覺(jué)的AI以實(shí)現(xiàn)物體自動(dòng)識(shí)別和場(chǎng)景變化等功能。RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)設(shè)計(jì)用于支持電池供電的智能成像應(yīng)用,可便攜,超低功耗,能在相關(guān)事件觸發(fā)時(shí)捕獲圖像,并為智能圖像監(jiān)控解決方案提供邊緣到云的聯(lián)接,適用于資產(chǎn)管理、智能建筑、工業(yè)自動(dòng)化、智能農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。
 
安森美半導(dǎo)體的RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)如何實(shí)現(xiàn)超低功耗事件觸發(fā)成像
圖:RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)
 
RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)的關(guān)鍵特性
 
1)事件觸發(fā)成像
 
在任何基于視覺(jué)的解決方案中,大部分時(shí)間里,相機(jī)輸出不會(huì)直接帶來(lái)有用的信息,而持續(xù)分析這些圖像則會(huì)極大地消耗處理能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬和功耗。我們加入加速度傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、低功耗溫濕度傳感器,允許用戶(hù)設(shè)置單個(gè)或多個(gè)傳感器的觸發(fā)條件,并僅在事件觸發(fā)時(shí)捕獲圖像,從而顯著降低系統(tǒng)的總功耗。
 
2)超低功耗
 
該平臺(tái)所采用的器件基本上都具有超低功耗的特性,如行業(yè)最低功耗的低功耗藍(lán)牙(BLE) 系統(tǒng)單芯片(SOC) RSL10,單幀3 mW的ARX3A0圖像傳感器,經(jīng)優(yōu)化的電池管理回路,SunplusIT IoT 攝像頭圖像信號(hào)處理器(ISP),從而使電池使用壽命超過(guò)一年。
 
RSL10是該平臺(tái)的關(guān)鍵,它是行業(yè)中具有最低功耗同時(shí)支持藍(lán)牙5.0的多協(xié)議無(wú)線電SoC,支持低功耗藍(lán)牙和多個(gè)2.4 GHz專(zhuān)有協(xié)議,提供先進(jìn)的無(wú)線功能,實(shí)現(xiàn)行業(yè)最低功耗(深度睡眠模式為62.5 nW,接收模式為7 mW)。RSL10獲行業(yè)最高的EEMBC® ULPMark™評(píng)分(1090 ULPMark CP @ 3 V; 1260 @ 2.1 V),尺寸小巧,電源電壓范圍1.1至3.3 V,采用精密的雙核架構(gòu),擁有384 K flash存儲(chǔ)器,支持模擬、數(shù)字雙接口,兼容各種傳感器協(xié)議,集成AES128加密特性以保護(hù)數(shù)據(jù)安全,支持線上固件更新(FOTA)。
 
RSL10具有多種封裝形式,已在汽車(chē)、醫(yī)療等高要求的應(yīng)用中得到了很好的應(yīng)用。在RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)中,使用的是RSL10系統(tǒng)級(jí)封裝(SIP)。RSL10 SIP把完整的天線方案、電源管理、濾波以及其他無(wú)源器件集成到一個(gè)6 x 8 x 1.46 mm的微型封裝中,且通過(guò)了美國(guó)、歐洲、日本等多國(guó)認(rèn)證體系,無(wú)需額外RF設(shè)計(jì),即插即用,易于設(shè)計(jì)導(dǎo)入到任何智能無(wú)線互聯(lián)應(yīng)用中。
 
安森美半導(dǎo)體的RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)如何實(shí)現(xiàn)超低功耗事件觸發(fā)成像
圖:RSL10內(nèi)部架構(gòu)
 
3) 卓越的圖像感知
 
該平臺(tái)采用的ARX3A0是1/10英寸黑白圖像傳感器,非常適合基于機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用,能以360幀/秒的速度實(shí)現(xiàn)全局快門(mén)性能,大大減少圖像中的運(yùn)動(dòng)模糊,近紅外技術(shù)則提供出色的微光特性,且小巧外形(55 x 65 mm)非常適合對(duì)空間有要求的成像應(yīng)用。
 
4) 邊緣到云的聯(lián)接
 
除了硬件套件,安森美半導(dǎo)體還為該平臺(tái)提供移動(dòng)端App,能通過(guò)BLE進(jìn)行聯(lián)接通訊,并為相機(jī)提供邊緣到云的聯(lián)接。該平臺(tái)采用亞馬遜云人工智能(AI)引擎進(jìn)行圖像識(shí)別。
 
可選擇由USB供電或電池供電
 
在RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)中,圖像傳感器和圖像處理器被設(shè)置在不同的供電軌上,以提高系統(tǒng)的整體性能。RSL10能在不需要時(shí)關(guān)閉成像系統(tǒng),在需要時(shí)觸發(fā)以喚醒成像系統(tǒng)。
 
安森美半導(dǎo)體的RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)如何實(shí)現(xiàn)超低功耗事件觸發(fā)成像
圖:RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)框圖
 
RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)如何工作?
 
用戶(hù)使用APP設(shè)置傳感器觸發(fā)條件,在觸發(fā)前,圖像傳感器和圖像處理器保持?jǐn)嚯娨越档凸?,觸發(fā)后,圖像傳感器和圖像處理器會(huì)捕獲圖像,然后通過(guò)BLE將圖像傳送到手機(jī)上,移動(dòng)端的程序充當(dāng)攝像頭網(wǎng)關(guān),用戶(hù)可在APP上查看圖像,以作進(jìn)一步分析,也可發(fā)送到云端,進(jìn)行圖像識(shí)別。APP可在安卓和iOS應(yīng)用商店下載。
 
該系統(tǒng)還可被設(shè)置為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),網(wǎng)關(guān)可對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行入網(wǎng)設(shè)備管理,還可將采集到的圖像發(fā)送到云端進(jìn)行分析,用戶(hù)可通過(guò)移動(dòng)應(yīng)用端控制攝像頭,也可通過(guò)云和網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)程控制攝像頭。
 
RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)電池性能
 
電池壽命主要取決于相機(jī)的使用情況。我們采用了1700 mA鋰電池進(jìn)行測(cè)試。如圖所示,X軸代表相機(jī)一天中拍攝的圖片數(shù),Y軸代表以天為單位的電池使用壽命,紅色線表示各情況下的平均電流消耗。如果RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)在一天中拍攝約100張圖片,那么1700 mA的電池可支持它使用一整年;如果每天只拍攝1張圖片,那么該平臺(tái)可在不使用外部電源的情況下使用近3年。
 
安森美半導(dǎo)體的RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)如何實(shí)現(xiàn)超低功耗事件觸發(fā)成像
圖:電池使用壽命測(cè)試
 
用例
 
RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)外形緊湊,功耗超低,具有出色的成像性能、BLE聯(lián)接功能及環(huán)境感知能力,適用于對(duì)電池使用壽命、便攜性和探測(cè)空間有高要求的各種應(yīng)用,包括但不限于:
 
1)車(chē)艙內(nèi)監(jiān)控:家長(zhǎng)可用手機(jī)監(jiān)控后座孩子的健康狀況。無(wú)需進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控,而是在需要時(shí)或進(jìn)行周期性地監(jiān)控,如孩子從睡夢(mèng)中醒來(lái)時(shí)。攝像頭可方便地放置在后座上,無(wú)需額外的電源線或顯示系統(tǒng)
 
2)安全帽攝像頭:可監(jiān)控工廠工人安全。根據(jù)事件條件自動(dòng)記錄傳感器的數(shù)據(jù),在工人摔倒時(shí)發(fā)出警報(bào)
 
3)空貨架檢測(cè):小型攝像頭可安裝在貨架過(guò)道上,用于缺貨檢測(cè),并定期發(fā)送圖片到網(wǎng)上或云,店員則會(huì)定時(shí)收到進(jìn)貨通知
 
4)自動(dòng)抄表:在某種情況下,對(duì)舊表的改造會(huì)帶來(lái)許多額外的成本。采用RSL10智能拍攝相機(jī)改裝現(xiàn)有儀表,則可用來(lái)讀數(shù)并上傳
 
5)購(gòu)物車(chē)掃描:幫助商店在結(jié)賬時(shí)進(jìn)行庫(kù)存管理,同時(shí)確保購(gòu)物車(chē)上的所有物品都已記賬
 
6)溫室監(jiān)控:用于根據(jù)環(huán)境條件監(jiān)測(cè)農(nóng)作物
 
總結(jié)
 
RSL10智能拍攝相機(jī)平臺(tái)使工程師能構(gòu)建超低功耗、小尺寸、帶事件觸發(fā)的機(jī)器視覺(jué)攝像頭,適用于資產(chǎn)管理、智能建筑、工業(yè)自動(dòng)化、智能農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。該平臺(tái)匯集了安森美半導(dǎo)體的多項(xiàng)創(chuàng)新,包括提供超低功耗BLE技術(shù)的RSL10 SIP,以及基于ARX3A0 CMOS圖像傳感器的360 幀/秒(fps)黑白成像的成像模塊,輔以先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)和環(huán)境傳感器以及電源和電池管理,用于自動(dòng)捕獲圖像并識(shí)別其中的物體。安森美半導(dǎo)體還提供所有相關(guān)文檔以及工具,包括開(kāi)始向?qū)А⒂脩?hù)手冊(cè)、軟件手冊(cè),現(xiàn)成的套件、物料單(BoM)、原理圖、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)、移動(dòng)APP、CMSIS-Pack等,幫助工程師加快開(kāi)發(fā)。
 
 
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