Inteligentny aparat - Smart camera

Nie mylić z inteligentnym aparatem cyfrowym , dynamicznym czujnikiem wizyjnym lub kamerą do kontroli ruchu drogowego .
Wczesna inteligentna kamera (ok. 1985, w kolorze czerwonym) z 8MHz Z80 w porównaniu do nowoczesnego urządzenia z C64 firmy Texas Instruments @1GHz

Inteligentna kamera (czujnik) lub inteligentny aparat (czujnik) lub czujnik (smart) wizja lub inteligentny czujnik wizyjny lub inteligentny czujnik optyczny lub inteligentny czujnik optyczny lub inteligentny czujnik wizualny lub inteligentny czujnik wizualny jest machine vision system, który, w uzupełnieniu do przechwytywania obrazu obwody, jest w stanie wyodrębnić informacje specyficzne dla aplikacji z przechwyconych obrazów, wraz z generowaniem opisów zdarzeń lub podejmowaniem decyzji, które są wykorzystywane w inteligentnym i zautomatyzowanym systemie. Inteligentna kamera to samodzielny, samodzielny system wizyjny z wbudowanym przetwornikiem obrazu w obudowie przemysłowej kamery wideo. System wizyjny i czujnik obrazu można zintegrować w jednym urządzeniu znanym jako inteligentny czujnik obrazu lub inteligentny czujnik obrazu . Zawiera wszystkie niezbędne interfejsy komunikacyjne, np. Ethernet, a także przemysłowe linie We/Wy 24 V do podłączenia do sterownika PLC , siłowników, przekaźników lub zaworów pneumatycznych i może być stacjonarny lub mobilny. Niekoniecznie jest większy niż kamera przemysłowa lub monitorująca . Zdolność widzenia maszynowego ogólnie oznacza taki stopień rozwoju, że te możliwości są gotowe do użycia w indywidualnych aplikacjach. Zaletą tej architektury jest bardziej kompaktowy wolumen w porównaniu z systemami wizyjnymi opartymi na komputerach PC i często zapewnia niższy koszt kosztem nieco prostszego (lub pominiętego) interfejsu użytkownika . Inteligentne kamery są również określane bardziej ogólnym terminem inteligentne czujniki .

Historia

Pierwsza publikacja terminu inteligentna kamera miała miejsce w 1975 roku, jak podaje Belbachir i in. W 1976 roku Dział Systemów Elektronicznych General Electric wskazał wymagania dwóch firm przemysłowych dotyczące inteligentnych kamer w raporcie dla Krajowego Serwisu Informacji Technicznej . Autorzy zrzeszeni w HRL Laboratories zdefiniowali inteligentną kamerę jako „kamerę, która może przetwarzać swoje zdjęcia przed ich zarejestrowaniem” w 1976 roku. Jedna z pierwszych wzmianek o inteligentnych czujnikach optycznych pojawiła się w ocenie koncepcji satelitów przez NASA i General Electric Space Division z 1977 roku Zaproponowano je jako sposób na inteligentną edycję pokładową i redukcję danych.

Inteligentne kamery są sprzedawane od połowy lat 80-tych. W XXI wieku znalazły szerokie zastosowanie, ponieważ technologia pozwoliła na zmniejszenie ich rozmiarów, a ich moc obliczeniowa osiągnęła kilka tysięcy MIPS (urządzenia z procesorami 1 GHz i do 8000 MIPS są dostępne na koniec 2006 roku).

Sztuczna inteligencja i fotonika wzajemnie się wzmacniają. Fotonika przyspiesza proces zbierania danych dla AI, a AI poprawia spektrum zastosowań fotoniki. W 2020 roku Sony wprowadziło na rynek pierwsze inteligentne czujniki wizyjne z możliwościami obliczeń brzegowych AI . Jest to dalszy rozwój technologii Exmor .

składniki

Inteligentna kamera zwykle składa się z kilku (ale niekoniecznie wszystkich) następujących elementów:

  • Przetwornik obrazu (matrycowy lub liniowy, CCD - lub CMOS )
  • Obwody digitalizacji obrazu
  • Pamięć obrazu
  • procesor (często DSP lub odpowiednio mocny procesor)
  • pamięć programów i danych (RAM, nieulotna FLASH)
  • Interfejs komunikacyjny ( RS232 , Ethernet )
  • Linie I/O (często izolowane optycznie)
  • Uchwyt obiektywu lub wbudowany obiektyw (zwykle mocowanie C, CS lub M)
  • Wbudowane urządzenie oświetleniowe (zwykle LED )
  • Specjalnie opracowany system operacyjny czasu rzeczywistego (na przykład VCRT)
  • Opcjonalne wyjście wideo (np. VGA lub SVGA )
  • Zaopatrzenie w energię poprzez np. zbieranie energii

Obszary zastosowania

Dzięki dedykowanemu procesorowi w każdej jednostce, inteligentne kamery są szczególnie odpowiednie do zastosowań, w których kilka kamer musi działać niezależnie i często asynchronicznie lub gdy wymagana jest rozproszona wizja (wiele punktów kontroli lub nadzoru wzdłuż linii produkcyjnej lub w maszynie montażowej). Ogólnie rzecz biorąc, inteligentne kamery mogą być używane do tego samego rodzaju zastosowań, w których wykorzystywane są bardziej złożone systemy wizyjne, a dodatkowo mogą być stosowane w niektórych aplikacjach, w których ograniczenia ilościowe, cenowe lub dotyczące niezawodności zabraniają używania większych urządzeń i komputerów.

Typowe obszary zastosowań to:

Deweloperzy mogą kupować inteligentne kamery i opracowywać własne programy do specjalnych, niestandardowych aplikacji lub mogą kupować gotowe oprogramowanie aplikacyjne od producenta kamery lub ze źródeł zewnętrznych . Programy niestandardowe mogą być tworzone poprzez programowanie w różnych językach (zwykle C lub C++ ) lub przy użyciu bardziej intuicyjnych, choć nieco mniej elastycznych, wizualnych narzędzi programistycznych, w których istniejące funkcjonalności (często nazywane narzędziami lub blokami) można połączyć w listę (sekwencję lub dwuwymiarowy schemat blokowy), który opisuje pożądany przebieg operacji bez potrzeby pisania kodu programu. Główną zaletą podejścia wizualnego w porównaniu z programowaniem jest krótszy i nieco łatwiejszy proces tworzenia, dostępny również dla nie-programistów. Inne narzędzia programistyczne są dostępne ze stosunkowo niewielką, ale stosunkowo wysokim poziomem funkcjonalności, które można konfigurować i wdrażać przy bardzo ograniczonym wysiłku.

Zobacz też

Bibliografia

  1. ^ Ahmed Nabil Belbachir (red.) (2009). Inteligentne kamery . Skoczek. Numer ISBN 978-1-4419-0952-7.CS1 maint: dodatkowy tekst: lista autorów ( link )
  2. ^ Aleksander Hornberg (2006). Podręcznik widzenia maszynowego . Wiley-VCH. Numer ISBN 3-527-40584-4.
  3. ^ 康旭, 李; , ; , ; , ; , ; , ; , ; , (2000). „Inteligentny układ czujnika obrazu o trójwymiarowej strukturze” .映像情報メディア学会技術報告. 24 (27): 35-40. doi : 10.11485/itetr.24.27.0_35 .
  4. ^ Valenzuela, Władimir; Soto, Javier E.; Zarkesh-Ha, Payman; Figueroa, Miguel (2021). „Rozpoznawanie twarzy na inteligentnym czujniku obrazu przy użyciu lokalnych gradientów” . Czujniki . 21 (9): 2901. Kod bib : 2021Senso..21.2901V . doi : 10.3390/s21092901 . PMC  8122339 . PMID  33919130 .
  5. ^ Rinner, Bernhard; Wilk, Wayne (17.10.2018). „Wprowadzenie do rozproszonych inteligentnych kamer” . Postępowanie IEEE . 96 (10): 1565-1575. doi : 10.1109/JPROC.2008.928742 . S2CID 22637359 . Pobrano 2021-09-13 .  
  6. ^ Birem, Merwan; Berry, François (2014). „DreamCam: modułowa architektura inteligentnej kamery oparta na układach FPGA” . Dziennik Architektury Systemów . 60 (6): 519–527. doi : 10.1016/j.sysarc.2014.01.006 . ISSN  1383-7621 . Pobrano 15 maja 2021 .
  7. ^ SCHNEIDERMAN, R; R. SCHNEIDERMAN (1975). „INTELIGENTNE KLIKANIE KAMERY Z FUNKCJAMI ELEKTRONICZNYMI” . Elektronika . 48 (17): 74–81 . Pobrano 27 czerwca 2021 .
  8. ^ Belbachir, Ahmed Nabil, wyd. (2010). Inteligentne Kamery . doi : 10.1007/978-1-4419-0953-4 . Numer ISBN 978-1-4419-0954-1. Pobrano 27 czerwca 2021 .
  9. ^ General Electric (1976). „PRZEWODNIKOWY KAMERA TELEWIZJI (CID)” (PDF) . KRAJOWY SERWIS INFORMACJI TECHNICZNEJ . Pobrano 15 maja 2021 .
  10. ^ Reif, PG; Jacobson, AD; Bleha, WP; Grinberg, J. (12 stycznia 1977). Casasent, David P; Sawchuk, Aleksander A (red.). "HYBRYDOWY ZAWÓR ŚWIATŁA CIEKŁOKRYSTALICZNEGO - URZĄDZENIA Z RURKIEM OBRAZU DO PRZETWARZANIA DANYCH OPTYCZNYCH" . Optyczne przetwarzanie informacji: urządzenia czasu rzeczywistego i nowatorskie techniki . Międzynarodowe Towarzystwo Optyki i Fotoniki. 0083 : 34–43. doi : 10.1117/12.954897 . S2CID  110882955 . Pobrano 15 maja 2021 .
  11. ^ „POST LANDSAT D ZAAWANSOWANA OCENA KONCEPCJI” (PDF) . core.ac.uk/ . NASA . 1977 . Pobrano 15 maja 2021 .
  12. ^ Goda, Keisuke; Jalali, Bahram; Lei, Cheng; Situ, Guohai; Westbrook, Paweł (01.07.2020). „Sztuczna inteligencja wzmacnia fotonikę i odwrotnie” . Fotonika APL . 5 (7): 070401. Kod bib : 2020APLP....5g0401G . doi : 10.1063/5.0017902 . S2CID  225783016 . Źródło 26 czerwca 2021 .
  13. ^ Lorbeer/pi, Klaus (14 maja 2020 r.). "Sony launcht weltweit erste Intelligent-Vision-Sensoren mit KI-Verarbeitung" . computerwelt.at (w języku niemieckim) . Pobrano 15 maja 2021 .