Sử dụng nền tảng máy tính hiệu suất cao MIC-7700Q trong hệ thống cảm biến của xe tự lái
24/06/2019
Giới thiệu
Ô tô tự hành (còn được gọi là ô tô không người lái / tự lái / robotic) là phương tiện có khả năng cảm nhận môi trường và điều hướng mà không cần sự điều khiển của con người. Để cải thiện hệ thống thế hệ tiếp theo, khách hàng của chúng tôi, một công ty công nghệ xe tự lái nổi tiếng muốn phát triển một chiếc xe được trang bị công nghệ tự lái để xác định lại trải nghiệm trên xe. Theo đó, công ty đã liên hệ với Advantech để hợp tác phát triển một giải pháp cho cảm biến môi trường chính xác.
Các thành phần phần cứng của một chiếc xe tự lái tương tự như các bộ phận của cơ thể con người cho phép phát hiện và tương tác với thế giới bên ngoài. Cảm biến môi trường là các thành phần cho phép các phương tiện tự lái lấy thông tin thô về môi trường. Để phân tích và hiểu môi trường xung quanh, các cảm biến môi trường phải được hỗ trợ bởi công nghệ thị giác máy hiệu suất cao và phần cứng thông minh.
Yêu cầu hệ thống
Khách hàng yêu cầu một hệ thống hiệu suất cao, đáng tin cậy để thực hiện xử lý dữ liệu phức tạp cần thiết để cho phép cảm biến môi trường bằng một chiếc xe tự lái. Để xử lý dữ liệu hình ảnh trong thời gian thực với các cảm biến môi trường, khách hàng của chúng tôi đã chọn máy ảnh SDI kỹ thuật số cho đầu vào tầm nhìn để tránh các vấn đề về độ trễ (400 đến 500 ms) thường gặp ở các camera IP và có được độ phân giải hình ảnh vượt trội. Tuy nhiên, việc sử dụng máy ảnh SDI kỹ thuật số sẽ tạo ra số lượng rất lớn dữ liệu mà cần phải được xử lý bởi hệ thống trên xe. Theo đó, khách hàng yêu cầu một hệ thống nhỏ gọn và mạnh mẽ với bộ xử lý đồ họa hiệu suất cao (GPU) tích hợp và 4 ~ 8 USB I/O để kết nối với radar bên ngoài. Để đảm bảo cài đặt và vận hành dễ dàng, khách hàng cũng yêu cầu thẻ ghi xử lý video đa kênh có độ trễ thấp (tối đa 8 kênh), hỗ trợ giao thức fieldbus cho giao tiếp trên xe và bộ công cụ phát triển phần mềm thân thiện với người dùng (SDK) cho phép họ phát triển hệ thống dễ dàng.
Mô tả hệ thống
Để sử dụng các cảm biến môi trường bằng xe tự hành, 4 đến 8 camera SDI đã được lắp đặt trên xe để đảm bảo khả năng phát hiện chính xác môi trường xung quanh. Để xử lý khối lượng dữ liệu cảm biến được tạo ra, khách hàng đã chọn hệ thống mô đun hóa không quạt và nhỏ gọn của Advantech là máy tính công nghiệp MIC-7700Q được trang bị bộ xử lý Intel® Core™ i LGA1151 thế hệ thứ 7 và chipset Q170/H110 cho hiệu năng tính toán cao. Thẻ quay video DVP-7640E được sử dụng để thu thập dữ liệu video thời gian thực từ máy ảnh SDI và truyền dữ liệu video full HD 1920 x 1080 đến hệ thống ở tốc độ khung hình 30 với độ trễ tối thiểu. Card GPU Tesla P4 hiệu suất cao được cài đặt trên hệ thống MIC-7700Q cho phép dữ liệu video nhận được được xử lý hiệu quả. Để tích hợp card GPU, hệ thống MIC-7700Q đã được mở rộng với việc bổ sung khung máy MIC-75S20 i-Module có 2 khe cắm mở rộng, 1 x PCIe x16, 1 x PCIe x4 và 2 x 2.5” HDD/SSD.
Sau khi xử lý xong, dữ liệu sẽ được gửi đến các hệ thống trên xe khác nhau để cho phép xe có thể tự vận hành. Để thuận tiện cho việc liên lạc trên xe, MIC-7700Q được trang bị công nghệ iDoor của Advantech để mở rộng các cổng I/O CAN bus và kết nối hỗ trợ với bộ điều khiển động cơ (ECU), các đơn vị đo lường quán tính khác nhau (IMU) và các hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến (ADAS) cho phép đưa ra các quyết định chính xác hơn nữa. Với việc cung cấp tới 8 cổng USB I/O, MIC-7700Q cũng có thể được kết nối với các thiết bị bên ngoài, chẳng hạn như cảm biến 3D Lidar, mô-đun GPS, đo đường và phanh khẩn cấp. Hơn nữa, để cho phép phát triển phần mềm thuận tiện, Avantech cũng cung cấp SDK dễ sử dụng để hỗ trợ xếp chồng nhiều thẻ cho các ứng dụng thị giác máy.
Triển khai hệ thống
- MIC-7700Q: máy tính không quạt nhỏ gọn với CPU Intel® Core™ i thế hệ thứ 7, Q170/H110 chipset, 2 x RS-232/422/485, 1 x 2.5” HDD, 1 x CFast, 1 x mSATA, and 1 x mini PCIe with SIM card slot
- MIC-75S20: 2-slot expansion i-Module với 1 x PCIe x16, 1 xPCIe x4, và 2.5" HDD/SSD bays
- DVP-7640HE: 8-channel SDI H.264 PCIe video capture card với SDK
- SKY-TESLA-P4:card GPU Nvidia Tesla P4 giúp tăng tốc suy luận trong các ứng dụng AI
Kết luận
Máy tính công nghiệp nhỏ gọn MIC-7700Q của Advantech cung cấp một nền tảng điện toán có độ ổn định cao cho các ứng dụng chụp và cảm nhận môi trường. Được trang bị nhiều cổng I/O để mở rộng linh hoạt, hệ thống máy tính công nghiệp nhỏ gọn và mạnh mẽ này đảm bảo việc dễ dàng lắp đặt và vận hành trên các xe tự lái một cách ổn định. Thẻ quay video DVP-7640HE hỗ trợ thu video theo thời gian thực từ tối đa 8 kênh đầu vào để phân tích video và cảm biến toàn diện. Bộ xử lý Intel® Core™ i thế hệ thứ 7 tích hợp cho phép tính toán hiệu năng cao để xử lý dữ liệu phức tạp.
Việc sử dụng một khung mở rộng MIC-75S20 i-Module cũng như công nghệ iDoor của Advantech cho phép hệ thống hỗ trợ card GPU và có thể mở rộng I/O CAN bus để liên lạc trong thời gian thực. Cuối cùng, việc cung cấp thêm SDK kiến trúc mở, thân thiện với người dùng, hỗ trợ nhiều ngôn ngữ cho phép các nhà phát triển phát triển nhanh chóng và thuận tiện các phần mềm và ứng dụng độc đáo theo yêu cầu sử dụng cụ thể.
Image source: internet.
/75M20_S20160308100735.jpg)
/MIC-730020170707143915.jpg)
/MIC-75S20_S20160308100952.jpg)
