Visão Incorporada: Um Guia Completo | Sinoseen

A visão incorporada refere-se à integração de recursos de visão computacional em dispositivos e sistemas embarcados. Neste artigo, apresentaremos os conceitos básicos de sistemas de visão embarcados e, em seguida, nos aprofundaremos em suas várias vantagens e aplicações.

O que é Visão Incorporada?

A visão incorporada refere-se a uma máquina que entende seus arredores por meio de métodos visuais e simplesmente se refere ao uso de técnicas de visão computacional em sistemas embarcados, que envolve duas tecnologias: sistemas embarcados e visão computacional (às vezes chamada de visão de máquina). Em outras palavras, "visão incorporada" refere-se a um sistema embarcado que extrai significado da entrada visual. Os sistemas embarcados podem ser qualquer sistema baseado em microprocessador que faça um trabalho específico e esteja disponível em qualquer lugar.

A maior diferença entre a visão incorporada e o que costuma ser chamado de sistema de visão de máquina é que os sistemas de visão embarcada são dispositivos tudo-em-um, ou seja, a visão incorporada é uma coleção de sistemas embarcados e tecnologia de visão de máquina.

A diferença entre visão incorporada e visão de máquina tradicional

O sistema de visão tradicional consiste em três partes: sistema de câmera, sistema de processamento de imagem e sistema de exibição de saída. A câmera é conectada ao PC por meio de uma porta de rede ou interface USB; A câmera coleta informações de imagem e as transmite ao computador para processamento de reconhecimento de imagem.

E o hardware do sistema de visão incorporado integra omódulo de câmerae placa de processamento, combinando funções de captura e processamento de imagem em um dispositivo. O dispositivo suporta computação de borda, recebimento e processamento de dados, tomada de decisões e, em seguida, envio dos dados para outros dispositivos ou processamento e análise locais ou baseados em nuvem. O design compacto pode ser facilmente incorporado em dispositivos industriais e móveis, com baixo consumo de energia, requisitos de banda larga reduzidos e menor latência.

As arquiteturas de sistemas de visão incorporados são diversas, com uma variedade de componentes personalizados e padrão。

Os componentes típicos em um sistema de visão incorporado são:

• Processador embarcado- Executa algoritmos e controla o dispositivo
• Módulo de câmera- Captura imagens / vídeos da cena
• Lente- Ajusta o FOV às necessidades do aplicativo
• Memória- Armazena imagens, código de programa e dados
• Interfaces- Conecte câmera, memória e dispositivos de E/S

OVantagens deVisão incorporada

A visão incorporada é caracterizada por seu tamanho pequeno, natureza em tempo real e capacidade de implantação em locais de borda. Ele permite que funções de visão inteligentes sejam incorporadas ao dispositivo sem a necessidade de hardware de processamento externo.

O sistema de visão incorporado é fácil de usar, fácil de manter, fácil de instalar, etc. Ele pode construir rapidamente um sistema de visão de máquina confiável e eficaz, acelerando muito a velocidade de desenvolvimento do sistema de aplicação.

Em comparação com a visão de máquina tradicional, os sistemas de visão incorporados são mais baratos. Mesmo os sistemas de visão embarcados personalizados de ponta são mais baratos do que os sistemas de visão de máquina. A principal razão para isso é porque os sistemas de visão embarcados têm baixos requisitos de hardware, o que os torna uma escolha econômica para muitas aplicações, mesmo com altos custos de integração.

Além disso, os sistemas de visão embarcados são caracterizados pela facilidade de uso, facilidade de manutenção, facilidade de instalação, baixo consumo de energia e design simplificado. A capacidade de construir rapidamente um sistema de visão de máquina confiável e eficaz, o que acelera muito o desenvolvimento de aplicações, é ideal para espaços apertados e integração com sistemas existentes. Mas a vantagem real da visão incorporada é que seus componentes não impactam negativamente os sistemas existentes.

Os sistemas de visão embarcados podem fazer coisas que os sistemas de visão tradicionais não podem. Os sistemas de visão incorporados podem capturar e processar imagens, permitindo que os sistemas mecânicos reajam ao mundo ao seu redor e aumentem sua autonomia. Os sistemas de visão incorporados podem reagir e reconhecer imagens por meio de aprendizado profundo, permitindo que os sistemas mecânicos tomem decisões com base no ambiente circundante.

Os desafiosevisão mbedded vai enfrentar

A visão incorporada enfrenta vários desafios, que estão relacionados principalmente à implementação técnica, restrições de recursos e características do domínio do aplicativo. A seguir estão alguns dos principais desafios:

1. Velocidade de processamento:Os sistemas de visão incorporados precisam processar uma grande quantidade de dados visuais em tempo real, o que requer processadores de alta velocidade e algoritmos eficientes para garantir desempenho e precisão em tempo real.

2. Problema de consumo de energia:Como os sistemas de visão embarcados consomem muito poder de computação e processamento, esse é um grande desafio para pequenos dispositivos (por exemplo, smartphones, drones, etc.) que dependem da energia da bateria. Como reduzir o consumo de energia e, ao mesmo tempo, garantir o desempenho é uma questão fundamental que precisa ser abordada na tecnologia de visão incorporada.

3. Restrições de memória e armazenamento:Os sistemas de visão incorporados precisam processar grandes quantidades de dados de visão, o que requer uma grande quantidade de memória e espaço de armazenamento para suportar. No entanto, os recursos de memória e armazenamento são limitados em muitos dispositivos embarcados, o que limita o escopo da aplicação e o desempenho dos sistemas de visão incorporados.

4. Recursos incorporados limitados:Além das limitações de memória e armazenamento mencionadas acima, os sistemas embarcados também têm recursos limitados, como potência aritmética e largura de banda. Como obter um processamento visual eficiente com recursos limitados é um desafio que a tecnologia de visão incorporada precisa enfrentar.

5. Otimização de algoritmos e modelos:Os sistemas de visão embarcados exigem algoritmos e modelos complexos de visão computacional. Esses algoritmos e modelos precisam ser otimizados para as características dos sistemas embarcados, a fim de reduzir a quantidade de computação, diminuir o consumo de energia e se adaptar às necessidades de processamento em tempo real.

6. Segurança e privacidade:Como a tecnologia de visão incorporada é cada vez mais amplamente utilizada em vários campos, como garantir a segurança e a privacidade dos dados tornou-se um desafio importante. Mecanismos eficazes de criptografia e proteção de privacidade precisam ser projetados para evitar vazamento e uso indevido de dados.

Aplicações de sistemas de visão incorporados

O sistema de visão incorporado pode obter reconhecimento de imagem, detecção de imagem, rastreamento de imagem, posicionamento visual, medição de objetos, classificação de objetos e outras aplicações. É amplamente utilizado na fabricação industrial, produção de semicondutores eletrônicos, logística, robótica, piloto automático automotivo, drones, eletrônicos de consumo, monitoramento de segurança, diagnósticos médicos e outros campos.

Conclusão

Junto com o desenvolvimento da Indústria 4.0, a demanda por sistemas de visão no mercado industrial crescerá e mais e mais indústrias estão implantando soluções de visão incorporadas. As vantagens dos sistemas de visão embarcados sobre os sistemas de visão de máquina tradicionais são mais óbvias; Eles são normalmente mais baratos, consomem menos energia e têm um design mais aerodinâmico. Na maioria dos casos, a tecnologia de visão incorporada pode atender aos requisitos de aplicação que os sistemas de visão não podem.