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日志

电鱼智能eFish-SBC-RK3576工控板双目摄像头方案设计

已有 42 次阅读2025-3-19 14:47

一、硬件架构设计

1. ‌双目视觉接口配置

  • 双MIPI CSI-2通道‌:
    • 支持2×500万像素摄像头同步采集(全局快门CMOS)
    • 单通道带宽:2.5Gbps(1920×1080@60fps)‌
  • 硬件同步机制‌:
    • 专用GPIO触发脉冲(±50ns同步精度)
    • 外接PWM信号控制补光灯亮度‌

2. ‌算力支撑架构

  • 异构计算分工‌:
    • 双核A72:双目视觉算法处理(深度计算/点云生成)
    • NPU加速:YOLOv5目标检测(6TOPS算力支持双路并行推理)‌
  • 内存优化‌:
    • 4GB LPDDR4X双通道(带宽12.8GB/s)
    • 专用DMA通道实现零拷贝数据传输‌
 

二、视觉处理能力

1. ‌立体视觉算法

- 深度计算 

  - 半全局匹配(SGM)算法硬件加速(0.3-5米测量范围) 

  - 分辨率支持:1280×720@30fps(深度图输出)‌

- 三维重建

  - 点云密度:10万点/帧(精度±1mm@1米距离) 

  - 支持Open3D/PCL库直接调用‌

2. ‌实时分析功能

  • 动态目标追踪:
    • 支持同时追踪8个移动物体(置信度≥95%)
    • 速度检测范围:0.1-5m/s(基于光流法优化)‌
  • 异常检测:
    • 跌落物品识别(响应时间<200ms)
    • 人员越界报警(支持电子围栏设置)‌
 

三、系统同步与优化

1. ‌时空同步机制

  • 时间基准‌:
    • 内置RTC模块(±5ppm精度)
    • PTP协议实现多设备微秒级同步‌
  • 数据对齐‌:
    • 图像+IMU数据融合(支持6轴传感器接入)
    • 时间戳对齐误差<1ms‌

2. ‌功耗控制策略

 

工作模式

算力分配

功耗

高性能模式

双核A72+NPU全开

8.5W

节能模式

单核A53+NPU间歇运行

3.2W

待机模式

M0协处理器值守

0.8W

 

四、工业级可靠性设计

1. ‌物理防护

  • 镜头模组:
    • 蓝宝石玻璃防护(莫氏硬度9级)
    • IP67防尘防水设计‌
  • 散热方案:
    • 铜管导热+石墨烯涂层(工作温度-20℃~70℃)‌

2. ‌抗干扰能力

  • EMC防护:
    • 通过IEC 61000-4-6(10V/m射频干扰)
    • 双绞线差分信号传输设计‌
  • 光学优化:
    • 自动抗眩光算法(10^5 lux强光环境可用)
    • 红外截止滤光片自动切换‌

五、典型应用场景

1. ‌AGV导航系统

  • 实时生成3D避障地图(更新频率10Hz)
  • 与激光雷达数据融合(CAN总线传输)‌

2. ‌智能仓储

  • 立体货架扫描(点云精度±3mm)
  • 托盘姿态检测(角度误差<1°)‌

3. ‌安防监控

  • 入侵者三维定位(联动云台跟踪)
  • 遗留物体积自动测算‌

该方案可进一步完善SDK开发套件,可包含:

  • 双目相机标定工具(支持棋盘格/CharUco模式)‌
  • ROS/ROS2驱动包(兼容PCL点云库)‌
  • 深度学习模型转换工具链(ONNX→RKNN)‌
    硬件接口支持PoE供电(IEEE 802.3af),最大传输距离100米‌

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