उच्च बैंडविड्थ रोबोट विजन अनुप्रयोग जीएमएसएल का उपयोग करना

दृश्य कार्य रोबोट अनुप्रयोगों को डिजाइन करने के लिए केंद्रीय हैं जो वास्तविक समय में भौतिक दुनिया को महसूस करते हैं और अनुकूलित करते हैं। रोबोट सिस्टम गतिशील और अक्सर अप्रत्याशित वातावरण में काम करते हैं,और सेंसर डेटा एकत्र किया जाना चाहिए, प्रसारित, संसाधित, और मिलीसेकंड में कार्रवाई में अनुवादित किया जाता है। देरी में वृद्धि, डेटा का नुकसान, या समय में असंगति प्रदर्शन को कम कर सकती है और यहां तक कि एक सुरक्षा जोखिम भी पैदा कर सकती है।

जैसे-जैसे रोबोटिक सिस्टम मशीन लर्निंग आधारित संवेदन क्षमताओं की ओर मुड़ते हैं, जो कार्य विशिष्ट प्रोग्रामिंग के बजाय बड़ी मात्रा में दृश्य डेटा पर निर्भर करते हैं,ये बाधाएं अधिक से अधिक मांग बन जाती हैंयह रोबोट अनुप्रयोगों को न्यूनतम रीप्रोग्रामिंग के साथ नई वस्तुओं, वातावरणों और कार्यों के अनुकूल होने की अनुमति देता है।

ये रुझान रोबोटिक प्रणालियों में दृश्य डेटा को कैसे स्थानांतरित करें, इस पर बढ़ता दबाव डालते हैं।गीगाबिट मल्टीमीडिया सीरियल लिंक (जीएमएसएल) तकनीक सेंसर कनेक्टिविटी को सरल बनाकर डिजाइन चुनौतियों को आसान बनाती है, वायरिंग जटिलता को कम करता है, और वितरित कैमरों और केंद्रीय कंप्यूटिंग मॉड्यूल के बीच कम विलंबता, मजबूत डेटा हस्तांतरण को सक्षम करता है।

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. जी.

जीएमएसएल, एनालॉग डिवाइसेज द्वारा विकसित, एक उच्च गति सीरियल/डी-स्ट्रिंग (सर्डेस) संचार तकनीक है जो एक एकल समाक्षीय केबल या घुमावदार जोड़ी के माध्यम से उच्च बैंडविड्थ वीडियो और डेटा प्रसारित करती है।प्रत्येक कैमरा एक नेटवर्क संरचना साझा नहीं करता है, लेकिन एक समर्पित उच्च गति लिंक पर काम करता है, विवाद, रूटिंग और पैकेट-आधारित परिवर्तनशीलता को समाप्त करता है।यह लगातार समय और देरी के साथ एक अनुमानित डेटा पथ बनाता है भले ही सेंसर की संख्या बढ़ जाती है.

जीएमएसएल सीरियलाइज़र पिक्सेल डेटा के एक सेट को परिवर्तित करता है जो आमतौर पर कई एकल सिग्नल लाइनों पर समानांतर में प्रेषित किया जाता है।destring इसे मूल प्रारूप में वापस परिवर्तित करता हैचूंकि प्रत्येक कैमरे का अपना पॉइंट-टू-पॉइंट लिंक होता है, इसलिए बैंडविड्थ कैमरों की संख्या से रैखिक रूप से संबंधित है, जो नेटवर्क विवाद का कारण नहीं बनेगा,स्विचिंग ओवरहेड या डेटा पैकेट शेड्यूलिंग में देरी.

इस दृष्टिकोण के फायदे तब अधिक स्पष्ट हो जाते हैं जब विजन सिस्टम को कई उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरों तक बढ़ाया जाता है।नेविगेशन जैसे कार्यों का समर्थन करने के लिए सिंक्रनाइज़ विजुअल कवरेज, हेरफेर, और वास्तविक समय दृश्य समझ के रूप में सेंसर की संख्या में वृद्धि, बैंडविड्थ, वायरिंग, और समय सटीकता आवश्यकताओं में वृद्धि,पारंपरिक कम दूरी के बोर्ड स्तर के इंटरकनेक्शन की सीमाओं को उजागर करना.

USB, मानक ईथरनेट, या प्रत्यक्ष बोर्ड स्तर के MIPI लिंक जैसे पारंपरिक दृष्टिकोणों के लिए विलंबता, सिंक्रनाइज़ेशन या भौतिक कवरेज में व्यापार-बिक्री की आवश्यकता होती है।जैसे-जैसे अधिक से अधिक कैमरों का उपयोग किया जाता है, केबलिंग, समय प्रबंधन और सिस्टम डिजाइन की जटिलता बढ़ रही है, जो प्रौद्योगिकी एकीकरण के लिए एक बढ़ती चुनौती भी प्रस्तुत करता है।

जीएमएसएल अन्य दृश्य कनेक्शन विधियों के मुकाबले कई स्पष्ट लाभ प्रदान करता हैः

यह एक सरल, कम विलंबता, बिंदु-से-बिंदु वास्तुकला को बनाए रखते हुए कवरेज और मजबूती में MIPI CSI-2 को पार करता है जो ईथरनेट-आधारित दृश्य स्टैक की जटिलता से बचता है।
जीएमएसएल ईथरनेट के बड़े पैमाने पर वितरित नेटवर्क के लचीलेपन पर निर्धारक बिंदु-से-बिंदु कनेक्टिविटी और सरल बहु-कैमरा सिंक्रनाइज़ेशन का पक्ष लेता है।
इस समाधान का प्रदर्शन मोटे तौर पर एक अन्य समर्पित SerDes समाधान FPD-Link के बराबर है।
जीएमएसएल ने निर्धारित, कम विलंबता वाले प्रदर्शन के साथ उच्च गति कैमरा कनेक्टिविटी की एक व्यावहारिक विधि प्रदान करके एम्बेडेड और नेटवर्क विजन सिस्टम को संतुलित किया है।यह वास्तविक समय रोबोटिक प्रणालियों की सख्त विलंबता और विश्वसनीयता आवश्यकताओं को बनाए रखते हुए उच्च गति वाली दृश्य कनेक्टिविटी को सरल बनाता है.

उच्च गति, बड़ी क्षमता
कैमरा रिज़ॉल्यूशन और सेंसर की संख्या बढ़ने के साथ, ये संरचनात्मक फायदे सिस्टम की सफलता की कुंजी बन जाते हैं।एक केबल के माध्यम से कई कैमरों या अन्य सेंसर सेयह योजना बिना नेटवर्क विवाद या पैकेट रूटिंग के समर्पित बिंदु-से-बिंदु लिंक का उपयोग करती है।डिजाइनर प्रति बिंदु कई कनेक्शन का उपयोग किए बिना कम विलंबता और उच्च शोर प्रतिरक्षा बनाए रखते हुए समाक्षीय या घुमावदार जोड़ी के केबलों के माध्यम से उच्च बैंडविड्थ डेटा धाराओं को प्रसारित करने के लिए जीएमएसएल का उपयोग कर सकते हैं.

यह तकनीक ऑटोमोबाइल वायरिंग को सरल बनाती है, मजबूती में सुधार करती है, और ये विशेषताएं सीधे रोबोटिक्स में निहित हैं: कम केबल इलेक्ट्रिकल और मैकेनिकल डिजाइन को सरल बनाते हैं,सिस्टम को हल्का बनाना, अधिक विश्वसनीय, और इकट्ठा करने के लिए आसान है। उदाहरण के लिए, वितरित कैमरों कम से कम केबलिंग के साथ, कंप्यूटिंग मॉड्यूल से दूर स्थापित किया जा सकता है, और अभी भी विश्वसनीय रूप से सिंक्रनाइज़ प्रदान,वास्तविक समय सेंसिग और निर्णय लेने के लिए कम विलंबता डेटा.

रोबोट अपने परिवेश को महसूस करने के लिए कई उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरों पर तेजी से निर्भर करते हैं, कभी-कभी गहराई सेंसर याPLIDAR (प्रकाश का पता लगाने और रेंजिंग) के साथ संयुक्त होते हैं (चित्र 1) ।प्रत्येक कैमरा अकेले इस्तेमाल होने पर बड़ी मात्रा में डेटा प्रवाह उत्पन्न करता है, और जब एक ही समय में कई कैमरों का उपयोग किया जाता है, तो बैंडविड्थ आवश्यकताएं बढ़ जाती हैं। एक 1080p रिज़ॉल्यूशन, 30 फ्रेम प्रति सेकंड (एफपीएस), 24-बिट प्रति पिक्सेल कैमरा 1.4 जीबीपीएस ट्रांसमिशन दर, तो चार कैमरे 5.6 जीबीपीएस ट्रांसमिशन दर उत्पन्न करते हैं और छह कैमरे 8.4 जीबीपीएस ट्रांसमिशन दर उत्पन्न करते हैं।उच्च रिज़ॉल्यूशन और फ्रेम रेट का उपयोग करने से बैंडविड्थ की आवश्यकता को दर्जनों गीगाबिट प्रति सेकंड तक बढ़ाया जा सकता है.