Рішення Advantech для безпілотних автомобілів
Вступ
Безпілотні автомобілі (також відомі як автономні, або робомобілі) розпізнають навколишні об'єкти і пересуваються без участі людини. Щоб вивести технологію пересування і користувацьку взаємодію на новий рівень, клієнт - відомий виробник безпілотних автомобілів - вирішив розробити модель з технологією автоматичного керування. Компанія звернулася до Advantech, щоб разом розробити рішення для точного розпізнавання навколишніх об'єктів.
Компоненти обладнання безпілотного автомобіля схожі на частини тіла людини - допомагають сприймати зовнішній світ і взаємодіяти з ним. Датчики навколишнього середовища передають безпілотному автомобілю необроблені дані. Щоб аналізувати ці дані і розпізнавати об'єкти навколо, датчики повинні працювати спільно з технологією машинного зору і інтелектуальним обладнанням.
Системні вимоги
Клієнту була потрібна надійна високопродуктивна система для складної обробки даних, яка дозволила би безпілотному автомобілю розпізнавати навколишні об'єкти. Для обробки візуальних даних про навколишній світ в режимі реального часу клієнт обрав цифрову SDI-камеру, щоб уникнути проблем із затримками від 400 до 500 мс, які властиві IP-камерам та отримати високу роздільну здатність зображень. Для обробки метаданих від цифрової SDI-камери клієнту була потрібна компактна та надійна система з вбудованим високопродуктивним графічним процесором та 4–8 USB-роз'ємами для підключення до зовнішнього радара. Щоб забезпечити зручне встановлення та управління, клієнт також забажав швидкісну багатоканальну плату відеообробки (до 8 каналів), підтримку промислової мережі для бортових комунікацій та зручний у користуванні пакет засобів для розробки ПЗ (SDK).
Опис системи
На безпілотні авто було встановлено 4 - 8 SDI-камер для точного розпізнавання навколишніх об'єктів. Для обробки великого об'єму даних клієнт обрав компактну та безвентиляторну модульну систему Advantech MIC-770, оснащену процесором Intel® Core™ i LGA1151 8-го покоління та чипсетом Q370/H370 для високопродуктивних обчислень. Плата відеозахоплення DVP-7640E призначена для збору відеоданих з SDI-камер в режимі реального часу та передачі в систему необроблених відеоданих в форматі full HD 1920 x 1080 з частотою 30 кадрів в секунду та мінімальною затримкою. Високопродуктивна відеокарта Tesla P4, встановлена в системі MIC-770, дозволяє ефективно обробляти отримані відеодані. Для інтеграції з відеокартою в систему MIC-770 додали модуль MIC-75S20 i-Module з 2 слотами розширення, 1 PCIe x16, 1 PCIe x4 та 2 лотками 2.5" для HDD/SSD.
Після обробки дані відправляються в різні системи автомобіля, які відповідають за безпілотне керування. Для ефективних комунікацій система MIC-770 оснащена технологією Advantech iDoor, яка розширює можливості підключення CAN-шини та підтримує з'єднання з блоком керування двигуна (ECU), різноманітними інерційними вимірювальними блоками (IMU) та сучасними системами допомоги водію (ADAS), що допомагають приймати рішення. Завдяки наявності до 8 USB-роз'ємів до системи MIC-770 також можна підключити зовнішні пристрої, таких як датчики 3D-LiDAR, модулі GPS, одометри та аварійні гальма. Крім того, для зручної розробки програмного забезпечення, компанія Advantech надала простий у використанні пакет SDK, що підтримує створення стека плат для відеозахоплення.
Реалізація проекту
- MIC-770: Компактний безвентиляторний комп'ютер з процесором Intel® Core™ i 7-го покоління, чипсетом Q170/H110, 2 x RS-232/422/485, 1 x 2.5” HDD, 1 x CFast, 1 x mSATA та 1 x mini PCIe з відсіком для SIM-карти
- MIC-75S20: модуль розширення i-Module на 2 слоти з 1 PCIe x16, 1 PCIe x4 та корзинами для дисків HDD/SSD 2.5"
- DVP-7640E: 8-канальна плата відеозахоплення SDI H.264 PCIe з пакетом SDK
- SKY-TESLA-P4: графічний прискорювач Tesla P4
Схема системи
Висновок
Система Advantech MIC-770 — це високопродуктивна відмовостійка обчислювальна платформа для відеозахоплення та розпізнавання навколишнього середовища. Оснащена великою кількістю входів/виходів для гнучкого розширення, ця компактна та надійна система забезпечує легке встановлення та безвідмовну роботу в промислових умовах експлуатації. Карта відеозахоплення DVP-7640E підтримує прийом відеоданих в режимі реального часу завдяки наявності до 8 вхідних каналів для комплексного розпізнавання та аналізу. Процесор Intel ® Core™ i 8-го покоління забезпечує високопродуктивні обчислення для складної обробки даних. Завдяки модулю MIC-75S20 i-Module та технології Advantech iDoor система підтримує додавання відеокарти та CAN-шини для бортових комунікацій в режимі реального часу. Нарешті, завдяки зручному пакету SDK з відкритою архітектурою та підтримкою різних мов, розробники можуть швидко та без зайвих зусиль створювати унікальне ПЗ та додатки в залежності від конкретних вимог.