Аппаратные метки времени в USB 3.0-камерах Arducam для синхронизации датчиков на промышленном уровне
Промышленные камеры с метками времени слишком дороги
Метки времени — одна из главных функций камер GigE Vision. Их часто применяют вместе с протоколом Precision Time Protocol (PTP), чтобы точно синхронизировать и запускать несколько камер в промышленных системах технического зрения.
Модули камер со встроенными часами могут ставить метки времени, чтобы помечать кадры или вычислять интервалы. Метка показывает, когда именно снят каждый кадр. Опытный разработчик систем технического зрения использует эти данные для более сложных многокамерных приложений или для согласованных систем машинного зрения, где изображения и видео объединяются с сигналами других датчиков ради более точных результатов и высокой эффективности.
Если в проекте или системе используются промышленные камеры, они неизбежно обходятся дорого. Если перенести ключевые функции вроде меток времени в модули камер с почти такими же характеристиками, но дешевле, можно создать более доступные решения для многих промышленных задач.
Arducam решила закрыть этот пробел.
Аппаратные метки времени в USB 3.0-камерах Arducam
В новом SDK и плате USB3 Camera Shield Plus появилась поддержка аппаратных меток времени. Внутренние часы модуля синхронизируются через SDK со временем UTC хост-компьютера, и к каждому кадру добавляется точная глобальная метка времени. Так можно синхронизировать камеры Arducam с любыми другими датчиками системы, а кадры с сохранёнными метками времени легко обрабатывать позже для сопоставления или передавать в другие приложения.
SDK для Windows и Linux
Arducam предоставляет SDK и API для C++ и Python, а также графическую программу (GUI) на базе MFC, созданную в Microsoft Visual Studio 2010. Свежий драйвер устройства, библиотеку SDK и примеры можно скачать из репозитория ArduCAM_USB_Camera_Shield на GitHub.
Подробнее — в статье SDK и API для Windows.
Синхронизация нескольких модулей камер с микросекундной точностью
Протокол PTP работает только с модулями камер GigE Vision и требует ведущего устройства PTP (PTP master) для синхронизации меток времени. USB 3.0-камеры Arducam с аппаратными метками времени дают такую же задержку микросекундного уровня (менее 100 мкс) — с внешним запуском и управлением или без них.
Камеры с синхронизированными тактовыми сигналами подходят для склейки изображений и видео в панорамы и 3D-виды, для стереозрения — определения глубины и 3D-реконструкции, для систем отслеживания объектов и движения и т. п.
Система управления внутренними часами USB 3.0-камеры Arducam согласует метки времени с хост-компьютером, поэтому можно быстро собрать оценочную многокамерную систему на любых сенсорах (0,3–21 Мп), синхронизированных с точностью промышленного уровня.
Синхронизация модуля камеры с IMU, GPS и другими датчиками
Аппаратные метки времени полезны не только для синхронизации нескольких сенсоров.
Во многих приложениях визуально-инерциальной одометрии (VIO), например VI-SLAM и автономной навигации, камеры синхронизируют с инерциальными измерительными блоками (IMU). В задачах визуальной геолокации и видеоаналитики реального мира кадры с метками времени также синхронизируют с GPS. Панорамы улиц Google Maps (Street View) и технология Apple Look Around объединяют данные сферических камер (многокамерных систем), GPS и разных датчиков — без синхронизации здесь не обойтись.
Модуль камеры с метками времени и интерфейсом USB 3 работает с любой операционной системой и синхронизирует данные изображения с датчиками любых типов.
USB 3.0 Camera Shield: не только метки времени и синхронизация
Возможности USB 3.0-решений Arducam:
- Поддержка модулей камер DVP (глубина цвета пикселя 8/10/12 бит; RAW/YUV/RGB/JPG; VSYN, PCLK).
- Поддержка модулей камер MIPI (1/2/4 линии; RAW8/RAW10/RAW12; RAW/YUV/RGB/JPG) до 21 Мп.
- Максимальная пропускная способность на выходе USB 3.0 — 360 МБ/с.
- Встроенное управление переключаемым ИК-фильтром (опционально).
- Бесплатная бинарная библиотека SDK и исходный код демонстрационных программ для Windows и Linux.
- Поддержка аппаратных меток времени.
