Ajouter rapidement la vision artificielle à votre prochaine application avec des modules de caméra faciles à utiliser

La vue est de loin le sens le plus important. De toutes les informations que nous utilisons dans nos activités quotidiennes, environ 80 % passent par nos yeux. Nos entrées visuelles sont traitées incroyablement rapidement : en 2014, des neuroscientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont découvert que le cerveau peut former une image complète à partir d'un élément que l'œil a vu pendant seulement 13 millisecondes (ms).

Compte tenu de l'importance de la vision, il n'est pas surprenant que nous soyons nombreux à vouloir ajouter des capteurs visuels à nos machines. L'ajout de la vision artificielle à un produit ouvre la voie à une multitude de possibilités qu'il serait difficile, voire impossible, de mettre en œuvre autrement. Les exemples incluent les machines d'inspection sur les chaînes de montage qui peuvent identifier les défauts à un stade précoce du processus de fabrication ou les robots d'entrepôt qui peuvent vérifier les dates de péremption des produits.

Le défi consiste à imiter la vision couleur haute-définition stéréoscopique de l'œil humain. Heureusement, pour la plupart des applications industrielles, de telles performances ne sont pas nécessaires. Supposons par exemple que vous vouliez qu'une machine vérifie un code-barres. Dans ce cas, le capteur n'a pas besoin d'un nombre élevé de pixels ni de voir les couleurs, la lentille peut être simple et ne pas nécessiter un champ de vision large ou profond, et le système n'a pas besoin de traiter l'information particulièrement rapidement. Cela vous permet de choisir parmi une large gamme de systèmes de vision commerciaux économiques et fiables, adaptés à l'usage prévu.

Vous pouvez compléter l'œil humain en choisissant un capteur sensible aux longueurs d'ondes électromagnétiques au-dessus et en dessous du spectre visuel. Par exemple, l'ajout d'une capacité infrarouge (IR) est relativement simple et permet à une machine de voir ce que l'œil humain ne peut pas voir.

Le choix d'un capteur actif est une chose, mais un système de vision a besoin d'autres éléments, notamment une lentille et un support, une connexion électrique entre le capteur et le processeur d'application, et l'électronique et le logiciel nécessaires au bon fonctionnement de l'ensemble. Par conséquent, il peut être long et coûteux d'associer et de tester différentes alternatives de capteurs et de lentilles, comme un objectif ultra-grand-angle pour la capture de scènes larges ou un objectif polyvalent pour des configurations plus traditionnelles.

Format compact

STMicroelectronics simplifie le processus de développement avec ses promodules de caméra CAM-55G0/CAM-56G3/CAM-66GY. Les promodules, conçus uniquement à des fins de développement, comprennent le capteur d'image requis, le support de lentille, la lentille et la connexion par câble plat flexible (FFC) plug-and-play (Figure 1). Une fois le processus de développement terminé, STMicroelectronics recommande de travailler avec eux pour une solution commerciale.

Figure 1 : Les promodules CAM-55G0/CAM-56G3/CAM-66GY incluent une lentille, un support de lentille, une carte de capteur et un câble FFC. (Source de l'image : STMicroelectronics)

Les promodules sont compacts, avec une empreinte de 5 ou 6,5 mm². Ils sont basés sur un capteur d'image basse consommation et compact, mesurant 2,73 mm x 2,16 mm (Figure 2). L'empreinte du capteur convient aux dispositifs à contraintes de taille tels que les lunettes de réalité augmentée/réalité virtuelle (AR/VR) ou les appareils électroniques personnels. Le dispositif fonctionne dans le spectre visible et proche infrarouge et offre une résolution de 644 par 604 pixels (0,38 mégapixel).

Figure 2 : Le capteur optique au cœur des promodules ne mesure que 2,73 mm x 2,16 mm. (Source de l'image : STMicroelectronics)

Les promodules utilisent le protocole MIPI Camera Serial Interface 2 (CSI-2), un protocole haut débit largement adopté pour la transmission d'images et de vidéos des capteurs vers les processeurs d'application. Les capteurs sont également dotés d'une fonction d'étalonnage automatique du niveau de noir, d'une fonction de correction des pixels défectueux et de gains analogiques et numériques.

La vision artificielle sous un autre angle

STMicroelectronics simplifie l'expérimentation de différentes options de vision artificielle. Plusieurs conceptions de référence de promodules sont disponibles, avec différentes lentilles et configurations optiques. Elles sont fournies avec une lentille de mise au point, collée et testée en salle blanche, et sont équipées du même connecteur FPC-à-carte et du même brochage. Cela permet la configuration plug-and-play rapide d'un promodule avec une lentille différente en utilisant les mêmes outils de développement et les mêmes paramètres optiques.

Il existe deux options pour le travail de développement. Vous pouvez utiliser le kit USB STEVAL-EVK-U0I1 (Figure 3) et connecter un kit S-Board STEVAL-55G1MBI1, qui contient l'assemblage de caméra monté (Figure 4), ou vous pouvez utiliser le kit P-Board STEVAL-CAM-M0I1 et le connecter à votre plateforme de traitement embarqué préférée. Pour le P-Board, vous devez acheter le promodule séparément. Le kit d'évaluation avec S-Board peut être connecté à un PC via USB, tandis que le développement avec le P-Board s'effectue via la plateforme de traitement embarqué.

Figure 3 : Le S-Board STEVAL-55G1MBI1 se branche au kit USB STEVAL-EVK-U0I1, qui est connecté à un PC via un connecteur USB. (Source de l'image : STMicroelectronics)

Figure 4 : Le S-Board STEVAL-55G1MBI1 inclut l'assemblage de caméra monté. (Source de l'image : STMicroelectronics)

Le logiciel d'évaluation GUI et les pilotes Linux sont disponibles en téléchargement sur le site de STMicroelectronics.

Conclusion

L'ajout de la vision artificielle confère de nouvelles capacités intéressantes à une application. Cependant, le choix du système optimal parmi la vaste gamme de solutions commerciales disponibles sur le marché peut s'avérer long et difficile. Les promodules de STMicroelectronics et les logiciels associés simplifient le processus de conception et de développement. Ils permettent de tester plusieurs lentilles et configurations optiques en branchant un promodule différent au kit d'évaluation ou à la plateforme de traitement embarqué.