Sistemas integrados para visión artificial

¿Qué es un sistema integrado?

Los sistemas integrados son ordenadores diseñados para interactuar con grandes equipos. Los ordenadores integrados en autos, instrumentación médica y dispositivos para consumidores como televisores inteligentes son ejemplos de sistemas integrados.  La tendencia actual de hardware para la informática integrada son los ordenadores de placa reducida (SBC, por su sigla en inglés) basados en procesadores ARM con Linux. Los sistemas en módulo (SOM, por su sigla en inglés), combinados con placas portadoras de aplicaciones específicas, también son populares; y para las aplicaciones que requieren de un ordenador potente pero de tamaño pequeño, los SBC y los SOM que cuentan con procesadores x64 son una excelente opción..

x64 vs. ARM

Ventajas de los sistemas integrados

En comparación con el hardware del PC tradicional, los sistemas integrados son compactos y económicos. Aunque los componentes individuales de los SBC no se pueden reemplazar, se puede agregar una mayor conectividad mediante placas de expansión conectadas al puerto GPIO. Hay una amplia gama de placas complementarias disponibles que pueden rápidamente expandir la funcionalidad del popular Raspberry Pi. Hay muchos SBC disponibles con la misma disposición de GPIO.

Fig 1. Las placas de expansión pueden conectarse a los pines GPIO de los SBC para agregar conectividad, como puertos USB (izquierda) y relés (derecha).

Para las aplicaciones más exigentes, los SoM combinados con placas portadoras proporcionan aun más flexibilidad. El Nvidia Jetson TX2 es un SoM. Tiene un poderoso procesador ARM, una GPU CUDA de 256 núcleos, memoria y controladores de E/S incorporados en un módulo compacto. Se requiere una placa portadora para alimentar el SoM y proporcionar conectores para los puertos USB, GigE y GPIO. 

Fig 2. Combinar un SOM con diferentes placas portadoras puede optimizar la conectividad y las dimensiones físicas de un sistema integrado para una aplicación específica.

El poder de procesamiento del hardware integrado puede reducir la dependencia de un sistema de visión en los servidores centrales o las plataformas de computación en la nube. Al procesar imágenes en los sistemas integrados ubicados cerca de las cámaras, se puede reducir la latencia y el consumo de ancho de banda, y aumentar la producción y la seguridad de la información.

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Al pasar del hardware informático tradicional a un SBC o SoM y una placa portadora, puede crear sistemas más pequeños, de bajo consumo y menos costosos.

Fig. 3. Resultados de referencia que comparan la potencia relativa del CPU, el ancho de banda de la memoria y el consumo de energía de diferentes SOC y CPU disponibles en SBC y SOM.

Aprovechar las cámaras y el software FLIR en sistemas integrados

El SDK Spinnaker de FLIR admite Windows 7/8/10 y Ubuntu 14.04/16.04 en hardware de x64, y Ubuntu 14.04/16.04 en hardware ARM.

Las cámaras FLIR optimizan el desarrollo de aplicaciones de visualización para el borde. Las cámaras FLIR capturan de manera fidedigna imágenes detalladas en condiciones de iluminación difíciles, al combinar lo sensores CMOS más recientes con algoritmos de autocontrol de avanzada para corregir el color y la exposición. Las cámaras Blackfly S de FLIR cuentan con sensores Pregius de Sony de una alta eficiencia cuántica y un bajo ruido de lectura, lo que permite capturar imágenes claras con poca luz. El amplio rango dinámico garantiza la captura de detalles en regiones con sombra y bien iluminadas de escenas de alto contraste.

Las cámaras FLIR incluyen un poderoso procesamiento de imágenes a bordo con interpolación del color, afilado de imagen y corrección gamma, para así reducir los requisitos de procesamiento del servidor. La compatibilidad con el protocolo de tiempo de precisión IEEE 1588 facilita la sincronización de GigE Backfly S de base de tiempo común con otros dispositivos que admitan IEEE 1588.