當(dāng)今的移動式工業(yè)機(jī)械面臨著日益增長的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、安全和自動化需求。在農(nóng)業(yè)、建筑和物流等領(lǐng)域，視覺系統(tǒng)對于從危險(xiǎn)檢測到精確監(jiān)控和自動化等各種任務(wù)都至關(guān)重要。傳統(tǒng)方法采用完全分散式智能攝像頭或集中式電子控制單元（ ECU ）系統(tǒng)，但效果有限。智能攝像頭成本高昂且難以擴(kuò)展，而集中式處理難以應(yīng)對復(fù)雜的連接和整體可擴(kuò)展性問題。

Solectrix 有限責(zé)任公司決定構(gòu)建一款兼顧兩者的系統(tǒng)。它既不是智能攝像頭，也不是龐大的處理 ECU。它是一套智能子系統(tǒng)，可通過 LVDS 鏈路連接至多四個(gè)攝像頭，為工業(yè)車輛提供強(qiáng)大的處理能力和靈活性。目標(biāo)應(yīng)用包括叉車和其它建筑設(shè)備，以及用于采礦與農(nóng)業(yè)的重型工業(yè)機(jī)械。

項(xiàng)目挑戰(zhàn)

Solectrix 董事總經(jīng)理 Stefan Schuetz 表示：“我們在尋找一款既快速又靈活的優(yōu)質(zhì)系統(tǒng)架構(gòu)。最終，它必須能夠提供所需的性能，同時(shí)還要比四個(gè)智能攝像頭和一個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)更便宜?！?/p>

Solectrix 選擇了 AMD Kria SOM。

解決方案

Solectrix 智能可擴(kuò)展視覺處理單元（ SXVPU ）是一款堅(jiān)固耐用的工業(yè)視覺處理系統(tǒng)，可通過以太網(wǎng)連接至多四個(gè) GMSL2 攝像頭。此外，它還可以擴(kuò)展至無線連接。該設(shè)備提供了一款獨(dú)特的半集中式解決方案，并針對嚴(yán)苛環(huán)境進(jìn)行了優(yōu)化。

Kria SOM 為 SXVPU 配備了支持四個(gè)并行視頻流的高級處理和編碼功能，可在各種用中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)響應(yīng)。通過有線或無線連接，SXVPU 可實(shí)現(xiàn)高效的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)控，從而在復(fù)雜的高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境中提高安全性和運(yùn)行精度。

Schuetz 說道：“Kria 器件完全契合我們的解決方案。該器件最大程度降低了時(shí)延，而且能夠管理四個(gè)高分辨率攝像頭輸入，為我們提供充分的靈活性?！?/p>

Schuetz 表示，AMD Kria SOM 使 Solectrix 能夠?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品功能的差異化，通過最大限度減少基礎(chǔ)層面的設(shè)置時(shí)間，縮短產(chǎn)品上市進(jìn)程。這種簡化的方法使公司能夠設(shè)計(jì)出工業(yè)級堅(jiān)固耐用的產(chǎn)品，同時(shí)保持了從概念到量產(chǎn)以及未來設(shè)計(jì)修訂的直接路徑。

Schuetz 表示：“AMD 提供的全面工具和工作流程，令我們的客戶可以輕松完成軟件開發(fā)并高效調(diào)整 SXVPU，以滿足其獨(dú)特需求。這一點(diǎn)尤為重要，使我們能以最少的投入快速生成基于該平臺的客戶定制版本。通過抽象基礎(chǔ)軟件和硬件組件，我們可以完全專注于面向客戶的功能?！?/p>

AMD Kria SOM 提供了強(qiáng)大的處理能力，同時(shí)可與其它硬件加速器無縫協(xié)作，執(zhí)行復(fù)雜的圖像處理任務(wù)。這種集中式架構(gòu)可實(shí)時(shí)處理至多四個(gè)攝像頭的數(shù)據(jù)，通過支持使用傳統(tǒng)機(jī)器視覺攝像頭，降低了系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。以太網(wǎng)連接則擴(kuò)展了這一功能，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)區(qū)域的無縫集成。該平臺支持超過 10 年的長期供貨，這對于依賴長期規(guī)劃及可靠性的工業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要。

SXVPU 配備了 AI 加速架構(gòu)。Schuetz 表示：“利用 SXVPU 中的 AI 加速器，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超過 10 TOPS 的每瓦性能，能夠?yàn)榘踩P(guān)鍵型應(yīng)用提供高效且響應(yīng)迅速的分析?！蓖ㄟ^將預(yù)壓縮圖像處理置于靠近攝像頭的微置，SXVPU 可為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析提供最佳圖像質(zhì)量，避免了壓縮數(shù)據(jù)產(chǎn)生的動作模糊或色彩失真等問題。該架構(gòu)還能降低安全關(guān)鍵型應(yīng)用的時(shí)延，例如極端環(huán)境中的遠(yuǎn)程機(jī)器控制。

Schuetz 補(bǔ)充道：“近期針對同類系統(tǒng)進(jìn)行的基準(zhǔn)測試展現(xiàn)了卓越的時(shí)延和靈活應(yīng)變能力，凸顯了 SXVPU 的優(yōu)勢。尤其是經(jīng)過時(shí)延優(yōu)化的流式傳輸路徑，其數(shù)據(jù)處理時(shí)間不足 10 毫秒，這對于安全關(guān)鍵型應(yīng)用而言是一項(xiàng)顯著的技術(shù)優(yōu)勢?！?/p>

SXVPU 專為承受惡劣條件而構(gòu)建，具有 IP65/IP67 防護(hù)等級，可在極端溫度范圍內(nèi)可靠運(yùn)行。其靈活的硬件和軟件設(shè)計(jì)使其能夠輕松集成雷達(dá)、激光雷達(dá)和 ToF 傳感器等傳感器融合技術(shù)，從而提升檢測精度和可靠性。盡管這些擴(kuò)展為工業(yè)應(yīng)用提供了更高的安全性和功能性，但它們并非內(nèi)置，可以根據(jù)需要無縫添加。

SXVPU 能夠?qū)崿F(xiàn)全天候安全運(yùn)行，并可通過客戶定制的軟件擴(kuò)展進(jìn)行定制，以滿足網(wǎng)絡(luò)安全和功能安全需求。這種靈活性確保了 SXVPU 能夠滿足工業(yè)應(yīng)用中的各種安全需求，無需預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，從而根據(jù)需要提供定制解決方案。

設(shè)計(jì)成效

Schuetz 表示：“自從在其 SXVPU 盒子中部署 Kria SOM 以來，Solectrix 已經(jīng)能夠提供高分辨率圖像處理和 AI 分析，進(jìn)而直接提升自主和半自主移動式工業(yè)機(jī)器的安全性。”

“此外，通過利用配備 GMSL2 和半集中式設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)攝像頭，SXVPU 降低了系統(tǒng)復(fù)雜性和成本，提高了整體系統(tǒng)的透明度和靈活性，”他補(bǔ)充道。

Schuetz 表示：“借助 AMD Kria SOM，Solectrix SXVPU 提供了突破性的嵌入式視覺解決方案，可滿足移動式工業(yè)機(jī)器領(lǐng)域的嚴(yán)苛要求。”