کشف قدرت Embedded Vision: راه‌حل‌های هوشمند Basler برای پردازش لبه

Embedded Vision Systems در حال تحول نحوه «دیدن» ماشین‌ها به جهان هستند و به کمک ترکیب ضبط تصویر با کارایی بالا و پردازش داخلی پیشرفته، راه‌حل‌هایی کوچک، کارآمد و هوشمند ایجاد می‌کنند. با افزایش نیاز صنایع به برنامه‌های بینایی ماشین سریع‌تر، هوشمندتر و قابل اعتمادتر — از کارخانه‌های هوشمند گرفته تا ربات‌های خودران و تشخیص‌های پزشکی — Embedded Vision کلید گشودن قابلیت‌های نوین است. سبد محصولات Embedded Vision Systems باسلر با استفاده از سخت‌افزار آماده‌ی بازار، بسته‌های نرم‌افزاری قدرتمند و تخصص یکپارچه‌سازی عمیق، راه‌حل‌های از پیش آماده‌ای با عملکرد برتر و تضمین دسترس‌پذیری بلندمدت ارائه می‌دهد.

ظهور Embedded Vision Systems

راه‌حل‌های سنتی بینایی ماشین معمولاً شامل دوربینی مستقل متصل به یک رایانه خارجی برای پردازش بودند. هرچند چنین معماری‌ای انعطاف‌پذیر است، اما می‌تواند با تأخیر زمانی، حجم زیاد سیستم و پیچیدگی ادغام همراه باشد.اما Embedded Vision دوربین، پردازشگر و نرم‌افزار را در یک واحد یکپارچه یا در ماژولی به‌هم‌پیوسته ادغام می‌کند تا آنالیز تصویر بلادرنگ را در لبه شبکه فراهم آورد. مزایای آن عبارتند از:

کاهش تأخیر زمانی: پردازش داخلی بلافاصله، داده‌ها را تحلیل می‌کند.

ابعاد فشرده: مناسب کاربردهایی با محدودیت فضا.

بهره‌وری انرژی: نیاز به انتقال داده کمتر، مصرف برق پایین‌تر.

مقیاس‌پذیری: سخت‌افزار و نرم‌افزار مدولار برای توسعه آسان در واحدها یا سناریوهای مختلف.

این ویژگی‌ها Embedded Vision را برای رباتیک، بازرسی صنعتی، خرده‌فروشی هوشمند و اینترنت اشیاء ایده‌آل می‌سازند.

مفهوم Basler Embedded Vision Systems

مبنای رویکرد Basler تعهد به استفاده از قطعات با کیفیت، سازگار و همچنین دسترس‌پذیری بلندمدت است. به‌جای راه‌حل‌های سفارشی یک‌ بار مصرف که خطر منسوخ‌شدن دارند، Basler با استفاده از ماژول‌های دوربین، پردازشگرها و چارچوب‌های نرم‌افزاری امتحان شده، توسعه را تسریع و نگهداری را ساده می‌کند.

ارکان کلیدی مفهوم

مدیریت چرخه عمر سخت‌افزار: تضمین کیفیت قطعات و دسترس‌پذیری آن‌ها در طول چرخه‌ی محصول.

مدولار بودن: ترکیب انتخابی دوربین‌ها، پردازشگرها، رابط‌ها و محفظه‌ها برای تطبیق با نیازهای خاص.

بنیاد نرم‌افزار: بهره‌گیری از نرم‌افزار سیستم pylon و کتابخانه‌های کاربردی برای ساده‌سازی راه‌اندازی و ادغام.

خدمات End to End : از توسعه پلتفرم پردازش لبه تا طراحی روشنایی و محفظه‌سازی، خدمات Basler تمامی نیازهای Embedded Vision را پوشش می‌دهد.

معماری سخت‌افزار Embedded Vision Systems

معماری سخت‌افزاری Basler بر انعطاف‌پذیری، استحکام و سهولت ادغام تأکید دارد. یک سیستم نمونه شامل:

حسگرها و ماژول‌های دوربین: حسگر‌های با وضوح بالا همراه با اپتیک (ماژول‌های لنز یکپارچه یا مجموعه‌های سفارشی).

پلتفرم‌های پردازش لبه: بردهای سیستم‌-روی-چیپ (SoC) مانند NVIDIA® Jetson™ یا NXP® i.MX 8 برای پردازش تصویر و استنتاج AI.

رابط‌ها و اتصال: BCON برای MIPI برای ماژول‌های فشرده؛ USB3 Vision، GigE یا Camera Link برای پهنای باند بالا.

محفظه‌ها: محفظه‌های استاندارد یا سفارشی با درجه حفاظت IP برای محیط‌های دشوار.

رابط‌های خارجی: GPIO، Ethernet، CAN یا ماژول‌های بی‌سیم برای مبادله داده و کنترل.

خدمات Basler شامل توسعه پلتفرم، انتخاب دوربین (تک یا چندگانه)، طراحی رابط‌های خارجی، مهندسی روشنایی و طراحی محفظه بر اساس تجربه پروژه‌های متعدد است.

معماری نرم‌افزار Embedded Vision Systems

نرم‌افزار عامل چسبی است که اجزای سخت‌افزاری را به یک سیستم یکپارچه تبدیل می‌کند. معماری نرم‌افزاری Basler بر پایه‌ی نرم‌افزار سیستم pylon است که امکانات زیر را فراهم می‌آورد:

راه‌اندازی دوربین: کشف و پیکربندی سریع دوربین‌ها روی SoC‌ها و پردازشگرهای پشتیبانی‌شده.

API‌ها: رابط‌های برنامه‌نویسی C، C++ و Python برای توسعه‌ی نرم‌افزار سفارشی و ادغام با سیستم‌های سطح بالاتر.

کنترل گرفتن تصویر: ابزارهای مجموعه‌ی نرم‌افزار pylon برای کنترل 

ماژول‌های پردازش تصویر: vTools برای تحلیل رنگ، تطبیق الگوهای هندسی و خواندن بارکد.

افزونه‌های مبتنی بر AI: pylon AI برای تشخیص شیء، طبقه‌بندی، جداسازی معنایی و جداسازی نمونه.

دیگر محصولات نرم‌افزاری شامل بسته‌های پشتیبانی برد (BSP)، بسته‌های Debian، دستورهای Yocto، تصاویر کامل سیستم، مثال‌های کد، ماژول‌های اتصال IoT و برنامه‌های آنالیز تصویر کلاسیک یا مبتنی بر AI هستند. قطعات مدولار نرم‌افزار، توسعه را تسریع کرده و تمرکز تیم‌های پروژه را روی منطق اختصاصی برنامه حفظ می‌کنند.

راه‌حل‌ها و بسته‌های تخصصی Embedded Vision Systems

پردازشگرهای NVIDIA Jetson

سری NVIDIA Jetson (Nano, TX2, Xavier NX, AGX Xavier) برای بارهای کاری متمرکز بر AI طراحی شده و استنتاج شتاب‌یافته‌ GPU را در فرم فاکتور جمع‌وجور ارائه می‌دهد. Basler بسته‌های فعال‌سازی دوربین، BSP و تصاویر سیستم کامل برای شروع سریع پروژه‌های یادگیری عمیق مانند تشخیص شیء در رباتیک یا نگهداری پیش‌بینی‌کننده در تولید فراهم می‌آورد.

پردازشگرهای NXP i.MX 8

خانواده NXP i.MX 8 پردازش تصویر کارآمد را با قابلیت‌های چندرسانه‌ای قوی ترکیب می‌کند. راه‌حل‌های Basler برای i.MX 8 شامل دستورهای Yocto بهینه‌شده، بسته‌های Debian و مثال‌های نرم‌افزاری در C/C++ و Python است که برای سیستم‌های هدایت‌شده با بینایی ترافیک، برنامه‌های شهر هوشمند و کاربردهای خودرویی مناسب‌اند.

ماژول دوربین dart با فوکوس خودکار

Basler dart ماژول دوربینی فشرده با لنز یکپارچه و رابط BCON برای MIPI است. طراحی کم‌حجم و مقرون‌به‌صرفه آن برای خرده‌فروشی هوشمند، پایش ترافیک و رباتیک سیار ایده‌آل است. عملکرد فوکوس خودکار تصاویر شفاف در فواصل مختلف را بدون محرک‌های خارجی تضمین می‌کند.

حوزه‌های کاربرد و نمونه‌های عملی

Embedded Vision صنایع متنوعی را توانمند می‌سازد، از جمله:

اتوماسیون صنعتی: تشخیص نقص بلادرنگ روی خط تولید، هدایت ربات‌های Pick-and-Place و جداسازی قطعات بر اساس شکل یا رنگ.

رباتیک: ناوبری خودران، اجتناب از موانع و دستکاری اشیاء در ربات‌های لجستیک و خدمات.

علوم پزشکی و زیستی: تشخیص نقطه‌ای، اتوماسیون آزمایشگاه و سیستم‌های هدایت جراحی.

ترافیک و شهرهای هوشمند: تشخیص پلاک، تحلیل جریان ترافیک و شناسایی عابر پیاده.

خرده‌فروشی و دستگاه خودپرداز هوشمند: پایش قفسه، پرداخت خودکار و تحلیل رفتار مشتری.

کشاورزی و فرآوری مواد غذایی: بازرسی کیفیت میوه، جداسازی و برآورد عملکرد تحت نورپردازی متغیر.

هر کاربرد از تأخیر کم، شکل فشرده و بهره‌وری انرژی Embedded Vision و همچنین استحکام قطعات صنعتی Basler بهره‌مند می‌شود.

مزایای رویکرد Basler

شتاب در توسعه: ماژول‌های آماده و کتابخانه‌های نرم‌افزاری زمان به نمونه‌سازی و استقرار را کاهش می‌دهند.

آینده‌نگری: در دسترس بودن طولانی‌مدت قطعات استاندارد از بازطراحی ناگهانی جلوگیری می‌کند.

مقیاس‌پذیری: از یک دوربین نمونه اولیه تا استقرار در مقیاس تولید، از همان قطعات استفاده می‌شود.

عملکرد: حسگرهای با کیفیت و پردازش بهینه نتایج قابل اعتمادی حتی در شرایط دشوار ارائه می‌دهند.

پشتیبانی و خدمات: تیم کارشناسان Basler مشاوره در زمینه اپتیک، روشنایی، یکپارچه‌سازی سیستم و نرم‌افزار سفارشی ارائه می‌دهد.

شروع پروژه با Basler Embedded Vision

تعریف نیازها: وضوح تصویر، نرخ فریم، شرایط محیطی و نیازهای پردازش را مشخص کنید.

انتخاب سخت‌افزار: ماژول‌های دوربین (dart، ace)، پلتفرم پردازش (Jetson، i.MX)، رابط‌ها (MIPI، GigE).

استفاده از بسته‌های نرم‌افزاری: pylon، vTools و پلاگین‌های AI برای پیاده‌سازی الگوریتم‌ها.

نمونه‌سازی و آزمون: یک سیستم مرجع بسازید و عملکرد را در سناریوهای واقعی ارزیابی کنید.

مقیاس‌گذاری و استقرار: با راهنمایی در زمینه محفظه‌سازی، روشنایی و پشتیبانی بلندمدت به تولید بروید.

روندهای آینده در Embedded Vision

افزایش هوش داخلی: موتورهای استنتاج قدرتمندتر درون ماژول‌های دوربین.

ادغام TinyML: مدل‌های یادگیری ماشینی کم‌مصرف روی میکروکنترلرها برای کاربردهای کم‌توان.

همکاری 5G و لبه-ابر: معماری‌های ترکیبی پردازش محلی و تحلیل ابری.

استانداردسازی رابط‌ها: پذیرش گسترده MIPI CSI-2، USB4 و TSN Ethernet برای ارتباط بلادرنگ واقعی.

تقویت امنیت: اعتماد مبتنی بر سخت‌افزار و جریان داده رمزنگاری‌شده برای محافظت در برابر تهدیدات سایبری.

با تعهد به مدولار بودن و سازگاری رو به جلو، سبد Embedded Vision باسلر در کنار این روندها رشد خواهد کرد.

 ترکیب دوربین‌های با عملکرد بالا، پلتفرم‌های پردازشی قوی و لایه نرم‌افزاری جامع، Basler Embedded Vision Systems به نوآوران در صنایع مختلف امکان می‌دهند تا راه‌حل‌های تصویربرداری هوشمند را سریع‌تر و مطمئن‌تر به بازار بیاورند. خواه در حال توسعه خط تولید هوشمند، دستگاه پزشکی دقیق یا ربات خودران باشید، قطعات آماده و خدمات Basler پایه‌ای ایدئال برای موفقیت بلندمدت شما فراهم می‌کنند.

“`