Le funzioni visive sono fondamentali per la progettazione di applicazioni robot che percepiscono e si adattano al mondo fisico in tempo reale.e i dati dei sensori devono essere raccoltiQualsiasi aumento del ritardo, perdita di dati o incoerenza nel tempo può degradare le prestazioni e persino creare un rischio per la sicurezza.
Mentre i sistemi robotici si rivolgono alle capacità di rilevamento basate sull'apprendimento automatico, che si basano su grandi quantità di dati visivi piuttosto che sulla programmazione specifica delle attività,Questi vincoli diventano sempre più impegnativiCiò consente alle applicazioni robot di adattarsi a nuovi oggetti, ambienti e compiti con una riprogrammazione minima.
Queste tendenze esercitano una crescente pressione su come trasferire dati visivi nei sistemi robotici.La tecnologia Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) facilita le sfide di progettazione semplificando la connettività dei sensori, riducendo la complessità del cablaggio e consentendo un trasferimento di dati robusto e a bassa latenza tra telecamere distribuite e moduli di calcolo centralizzati.
GMSL was originally designed for automotive applications such as Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) and is now widely used in robotics and machine vision systems to connect remote cameras and sensors with low latency and robust electromagnetic interference immunity.g.
GMSL, sviluppato da Analog Devices, è una tecnologia di comunicazione seriale/de-string (SerDes) ad alta velocità che trasmette video e dati ad alta larghezza di banda tramite un singolo cavo coassiale o una coppia tortuosa.Ogni telecamera non condivide una struttura di rete, ma opera su un collegamento ad alta velocità dedicato, eliminando contenziosi, routing e variabilità basata sui pacchetti.Questo crea un percorso di dati prevedibile con tempo e ritardo costanti anche se il numero di sensori aumenta.
Il serializzatore GMSL converte un insieme di dati pixel che sono in genere trasmessi in parallelo su più singole linee di segnale in un flusso continuo di dati seriali ad alta velocità.il destring lo converte al formato originaleDal momento che ogni telecamera ha il proprio collegamento punto-punto, la larghezza di banda è correlata linearmente al numero di telecamere, il che non causerà conflitti di rete,ritardo nella pianificazione dei costi generali di commutazione o dei pacchetti di dati.
I vantaggi di questo approccio diventano più evidenti quando il sistema di visione viene esteso a più telecamere ad alta risoluzione.copertura visiva sincronizzata per supportare attività come la navigazioneCon l'aumentare del numero di sensori, aumentano i requisiti di larghezza di banda, cablaggio e precisione di tempistica.che espone i limiti delle interconnessioni tradizionali a bordo a corto raggio.
Gli approcci tradizionali come USB, Ethernet standard o collegamenti MIPI a livello di scheda diretta richiedono inevitabilmente compromessi in termini di latenza, sincronizzazione o copertura fisica.Come sempre più telecamere sono utilizzate, la complessità del cablaggio, della gestione dei tempi e della progettazione dei sistemi continua ad aumentare, il che presenta anche una sfida crescente per l'integrazione tecnologica.
Il GMSL offre diversi evidenti vantaggi rispetto ad altri metodi di connessione visiva:
Supera MIPI CSI-2 in copertura e robustezza mantenendo una semplice architettura punto-a-punto a bassa latenza che evita la complessità di uno stack visivo basato su Ethernet.
GMSL favorisce la connettività deterministica punto-punto e la sincronizzazione multi-camera più semplice rispetto alla flessibilità della rete distribuita su larga scala di Ethernet.
Le prestazioni di questa soluzione sono approssimativamente paragonabili a quelle di FPD-Link, un'altra soluzione SerDes dedicata.
GMSL bilancia i sistemi di visione incorporati e in rete fornendo un metodo pratico di connettività a telecamere ad alta velocità con prestazioni deterministiche a bassa latenza.Questo semplifica la connettività visiva ad alta velocità mantenendo al contempo i rigorosi requisiti di latenza e affidabilità dei sistemi robotici in tempo reale.
Alta velocità, grande capacità
Con l'aumento della risoluzione della fotocamera e del numero di sensori, questi vantaggi strutturali diventano la chiave del successo del sistema.da più telecamere o altri sensori tramite un unico cavoQuesto schema utilizza collegamenti dedicati punto-punto senza contesa di rete o routing di pacchetti.I progettisti possono utilizzare il GMSL per trasmettere flussi di dati ad alta larghezza di banda tramite cavi coassiali o a coppia contorta mantenendo una bassa latenza e un'elevata immunità al rumore senza utilizzare più connessioni per punto.
Questa tecnologia semplifica il cablaggio dell'automobile, migliora la robustezza, e questi attributi sono direttamente incorporati nella robotica: meno cavi semplificano i progetti elettrici e meccanici,rendere i sistemi più leggeriLe telecamere distribuite possono essere installate lontano dai moduli di calcolo, con un cablaggio minimo, e comunque fornire in modo affidabile sincronizzati,dati a bassa latenza per supportare il rilevamento in tempo reale e il processo decisionale.
I robot si basano sempre più su molteplici telecamere ad alta risoluzione, talvolta combinate con sensori di profondità o PLIDAR (light detection and ranging) per percepire l'ambiente circostante (figura 1).Ogni telecamera genera una grande quantità di flusso di dati quando viene utilizzata da sola, e quando vengono utilizzate più fotocamere allo stesso tempo, i requisiti di larghezza di banda sono aumentati.Tasso di trasmissione di 4 Gbps, quindi quattro telecamere generano 5,6 Gbps di velocità di trasmissione e sei telecamere generano 8,4 Gbps di velocità di trasmissione.L'applicazione di una risoluzione e di un frame rate più elevati può aumentare il fabbisogno di larghezza di banda a decine di gigabit al secondo.