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智慧拍摄相机平台实现超低功耗事件触发成像
[作者 安森美半導體]   2021年06月01日 星期二 浏览人次: [1449]

物联网正结合人工智慧(AI),向超自动化进化发展。安森美半导体的RSL10智慧拍摄相机平台体现了这概念,为边缘提供基於视觉的AI以实现物体自动识别和场景变化等功能。RSL10智慧拍摄相机平台设计用於支持电池供电的智慧成像应用,可便携,超低功耗,能在相关事件触发时捕获影像,并为智慧影像监控解决方案提供边缘到云端的联接,适用於资产管理、智慧建筑、工业自动化、智慧农业等领域。



图一 : RSL10智慧拍摄相机平台
图一 : RSL10智慧拍摄相机平台

关键特色

1.事件触发成像

在任何基於视觉的解决方案中,大部分时间??,相机输出不会直接带来有用的资讯,而持续分析这些影像则会极大地消耗处理能力、网路频宽和功耗。我们加入加速感测器、运动感测器、低功耗温湿度感测器,允许用户设置单个或多个感测器的触发条件,并仅在事件触发时捕获影像,从而显着降低系统的总功耗。


2.超低功耗

该平台所采用的元件基本上都具有超低功耗的特性,如低功耗蓝牙(BLE)系统单晶片(SOC)RSL10,单帧3 mW的ARX3A0影像感测器,经优化的电池管理回路,SunplusIT IoT 摄影机影像讯号处理器(ISP),从而使电池使用寿命超过一年。


RSL10是该平台的关键,它是产业中具有最低功耗同时支持蓝牙5.0的多协议无线电SoC,支援低功耗蓝牙和多个2.4 GHz专有协议,提供先进的无线功能,实现业界最低功耗(深度睡眠模式为62.5 nW,接收模式为7 mW)。RSL10获EEMBC ULPMark高评分(1090 ULPMark CP@3 V; 126欧姆 @ 2.1 V),尺寸精巧,电源电压范围1.1至3.3 V,采用精密的双核架构,拥有384 K flash记忆体,支援类比、数位双介面,相容各种感测器协议,整合AES128加密特性以保护数据安全,支援线上韧体更新(FOTA)。


RSL10具有多种封装形式,已在汽车、医疗等高要求的应用中得到了很好的应用。在RSL10智慧拍摄相机平台中,使用的是RSL10系统级封装(SIP)。RSL10 SIP把完整的天线方案、电源管理、滤波以及其他无源元件整合到一个6 x 8 x 1.46 mm的微型封装中,且通过了美国、欧洲、日本等多国认证体系,无需额外RF设计,即??即用,易於设计导入到任何智慧无线互联应用中。



图二 : RSL10内部架构
图二 : RSL10内部架构

3.卓越的影像感知

该平台采用的ARX3A0是1/10英寸黑白影像感测器,非常适合基於机器视觉的应用,能以360帧/秒的速度实现全局快门性能,大大减少影像中的运动模糊,近红外技术则提供出色的微光特性,且精巧外形(55 x 65 mm)非常适合对空间有要求的成像应用。


4.边缘到云端的联接

除了硬体套件,安森美半导体还为该平台提供行动端App,能通过BLE进行联接通讯,并为相机提供边缘到云端的联接。该平台采用亚马逊云人工智慧(AI)引擎进行影像识别。


可选择由USB供电或电池供电

在RSL10智慧拍摄相机平台中,影像感测器和影像处理器被设置在不同的供电轨上,以提高系统的整体性能。RSL10能在不需要时关闭成像系统,在需要时触发以唤醒成像系统。



图三 : RSL10智慧拍摄相机平台架构图
图三 : RSL10智慧拍摄相机平台架构图

如何工作?

用户使用APP设置感测器触发条件,在触发前,影像感测器和影像处理器保持断电以降低功耗,触发後,影像感测器和影像处理器会捕获影像,然後通过BLE将影像传送到手机上,行动端的程式充当摄影机网关,用户可在APP上查看影像,以作进一步分析,也可发送到云端,进行影像识别。APP可在Android和iOS应用程式商店下载。


该系统还可被设置为工业物联网网关,网关可对摄影机进行入网设备管理,还可将采集到的影像发送到云端进行分析,用户可通过行动应用端控制摄影机,也可通过云端和网关远程控制摄影机。


电池性能

电池寿命主要取决於相机的使用情况。我们采用了1700 mA锂电池进行测试。如图所示,X轴代表相机一天中拍摄的图片数,Y轴代表以天为单位的电池使用寿命,红色线表示各情况下的平均电流消耗。如果RSL10智慧拍摄相机平台在一天中拍摄约100张图片,那麽1700 mA的电池可支援它使用一整年;如果每天只拍摄1张图片,那麽该平台可在不使用外部电源的情况下使用近3年。



图四 : 电池使用寿命测试
图四 : 电池使用寿命测试

使用范例

RSL10智慧拍摄相机平台外形精巧,功耗超低,具有出色的成像性能、BLE联接功能及环境感知能力,适用於对电池使用寿命、便携性和探测空间有高要求的各种应用,包括但不限於:


1.车舱内监控:


家长可用手机监控後座孩子的健康状况。无需进行持续监控,而是在需要时或进行周期性地监控,如孩子从睡梦中醒来时。摄影机可方便地放置在後座上,无需额外的电源线或显示系统


2.安全帽摄影机:


可监控工厂工人安全。根据事件条件自动记录感测器的数据,在工人摔倒时发出警报


3.空货架检测:


小型摄影机可安装在货架通道上,用於缺货检测,并定期发送图片到网上或云端,店员则会定时收到进货通知


4.自动抄表:


在某种情况下,对旧表的改造会带来许多额外的成本。采用RSL10智慧拍摄相机改装现有仪表,则可用来读取数据并上传


5.购物车扫描:


帮助商店在结帐时进行库存管理,同时确保购物车上的所有物品都已记帐


6.温室监控:


用於根据环境条件监测农作物


总结

RSL10智慧拍摄相机平台使工程师能建构超低功耗、小尺寸、带事件触发的机器视觉摄影机,适用於资产管理、智慧建筑、工业自动化、智慧农业等领域。该平台汇集了安森美半导体的多项创新,包括提供超低功耗BLE技术的RSL10 SIP,以及基於ARX3A0 CMOS影像感测器的360 帧/秒(fps)黑白成像的成像模组,辅以先进的运动和环境感测器以及电源和电池管理,用於自动捕获影像并识别其中的物体。


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