A evolução da visão incorporada

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Jan-Erik Schmitt, da Vision Components, mapeia a ascensão da visão incorporada e as muitas vantagens que a tecnologia tem a oferecer

Os dispositivos Edge tornam nossas vidas mais fáceis, mais inteligentes e permitem soluções mais sustentáveis ​​– desde agricultura de precisão para reduzir o uso de fertilizantes, até aplicativos de tráfego inteligentes que ajudam a evitar congestionamentos, até dispositivos médicos com IA que detectam doenças com base no reconhecimento de padrões.

A visão incorporada é uma tecnologia chave para esses dispositivos.

A análise detalhada de dados diretamente na borda é possibilitada por câmeras ultracompactas, processadores integrados poderosos e com baixo consumo de energia e as mais recentes tecnologias de IA.

Com esses desenvolvimentos, a integração da visão incorporada tornou-se mais fácil do que nunca.

O padrão para aplicações de visão até a década de 1990 eram câmeras conectadas a unidades externas de processamento. Essa configuração forneceu o poder de computação necessário para lidar com dados de imagem. Mas o projeto e a implementação desses sistemas, geralmente para controle de qualidade industrial, eram demorados, caros e distantes da definição atual de embutido. Em 1995, Michael Engel apresentou a VC11, a primeira câmera inteligente industrial do mundo baseada em um processador de sinal digital (DSP). Seu objetivo era criar um sistema compacto que permitisse a captura e processamento de imagens dentro do mesmo dispositivo. A câmera foi oferecida a um custo significativamente menor em comparação com os sistemas baseados em PC e abriu caminho para as câmeras inteligentes e sistemas de visão integrados de hoje. Esta invenção também foi a pedra angular para a fundação do Vision Components (VC).

Pela primeira vez, a câmera inteligente VC11 aplicou o que ainda hoje são marcas registradas incorporadas: sistemas perfeitamente adaptados às suas aplicações, sem sobrecarga e componentes desnecessários, otimizados para uso industrial, produção em massa e baixo custo por unidade. Em geral, essas soluções são as menores possíveis e são ideais para dispositivos de ponta e aplicativos móveis. Portanto, o baixo consumo de energia também é um aspecto importante dos sistemas de visão embarcados. Além disso, faixas de operação robustas e qualidade de nível industrial, bem como disponibilidade de longo prazo também estão firmemente ligadas ao termo eletrônica embarcada.

Hoje, a tecnologia pode ser utilizada e encontrada em várias aplicações, desde produtos finais de consumo até usos industriais altamente especializados. Este é o resultado de uma vasta evolução tecnológica nos últimos 30 anos: Durante os anos que se seguiram à invenção de Michael Engel, os DSPs eram padrão para o processamento de imagens de câmeras inteligentes. A tecnologia evoluiu dos primeiros chips de empresas como a Analog Devices para novos modelos com poder de computação gigahertz da Texas Instruments nos primeiros anos do século 21, mas o princípio principal permaneceu: os dados da imagem foram capturados por um sensor de imagem controlado por o DSP. Os dados foram então transferidos para a memória interna por meio de um controlador de barramento. Todo o processamento ocorreu em uma unidade de processamento. Com DSPs avançados, até mesmo aplicativos como sensores de perfil 3D com processamento de dados integrado foram habilitados.

Um marco para a evolução dos sistemas de visão embarcados foi marcado pela introdução de processadores ARM dual core com um FPGA da Xilinx. A Vision Components desenvolveu seus primeiros sistemas de visão embarcados com base nessa arquitetura heterogênea em 2014. Eles combinaram as vantagens dos recursos de processamento paralelo em tempo real do FPGA com núcleos ARM livremente programáveis ​​executando um sistema operacional Linux. Essa configuração tornou o desenvolvimento de sistemas de visão embarcados mais versátil e flexível e abriu novas possibilidades para os desenvolvedores codificarem e implementarem software para seus aplicativos específicos.

O poder de computação aumentou com novos processadores que foram desenvolvidos, impulsionados pela alta demanda por eletrônicos pequenos e poderosos para produtos de consumo, casa inteligente e indústria, bem como novas aplicações na indústria automotiva. Como resultado, os sistemas de visão embarcada foram projetados para atender a qualquer requisito do mercado, desde câmeras em nível de placa com capacidade de processamento de vários núcleos até sistemas de visão embarcada extremamente pequenos que combinam aquisição e processamento de imagens com núcleos ARM e FPGA em uma única placa. do tamanho de um selo postal.