Smart Cameras & Robotics

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Vantaggi della tecnologia mobile per nuove realtà industriali, tra queste l’automotive, l’IoT e l’informatica per un mondo in cui tutto e tutti possono facilmente comunicare e interagire.

QUALCOMM® ha recentemente ampliato la gamma dei prodotti per gli ecosistemi IoT introducendo sette nuove soluzioni che aumentano le possibilità applicative dei dispositivi IoT di prossima generazione. Vogliamo darvi una panoramica delle ultime soluzioni per le applicazioni IoT di QUALCOMM® e alcuni esempi d’uso per le Smart Camera e la Robotica.

Diagramma 3: panoramica dell’architettura di alto livello del QCS8250/QRB5165

Panoramica delle piattaforme di elaborazione della visione artificiale e dell’intelligenza artificiale (AI) ad alta integrazione

Con la crescente adozione del 5G, dell’edge computing e delle tecnologie di intelligenza artificiale in un’ampia gamma di applicazioni industriali, QUALCOMM® ha sviluppato una performante gamma di soluzioni d’avanguardia che combinano il meglio delle proprie tecnologie di elaborazione, multimedialità e intelligenza artificiale in piattaforme System-on-Chip (SoC) di elevata integrazione. Completano l’offerta il software ricco di funzionalità, i kit di sviluppo software (SDK) e il supporto tecnico consentendo così ai nuovi clienti di sviluppare facilmente soluzioni innovative di smart camera e robotica per le applicazioni industriali, per il magazzino, la fabbrica e la vendita al dettaglio.

Queste piattaforme altamente integrate offrono un potente sistema di calcolo eterogeneo multicore (una combinazione di CPU, GPU e DSP) e di elaborazione AI dedicata, fotocamera e capacità di elaborazione video. Possono essere combinati con la connettività wireless cellulare di QUALCOMM® e con dispositivi per la gestione dell’alimentazione in modo da offrire una soluzione completa.

QUALCOMM® insieme a partner di provata competenza e affidabilità ha realizzato reference design e kit di sviluppo hardware che incorporano queste tecnologie. Queste risorse hardware insieme ad un completo ambiente di sviluppo software accelerano la realizzazione del prodotto e riducono il time-to-market.
 

Diamo un’occhiata alle funzionalità chiave offerte dalle ultime piattaforme QUALCOMM® per smart camera e applicazioni di robotica.

Diagramma 2 – panoramica dei dispositivi di QUALCOMM® per le applicazioni di robotica e smart camera

I dispositivi di QUALCOMM® QCS410 e QCS610 permettono la realizzazione di un potente sistema di elaborazione per la fotocamera del dispositivo e il machine learning, con un eccezionale basso consumo ed efficienza termica. Entrambe le soluzioni integrano un potente processore di immagine (ISP) e la QUALCOMM® AI Engine, insieme a un’architettura di elaborazione eterogenea che include CPU e GPU specifiche altamente ottimizzate e DSP per l’AI per dare un’elevata potenza di calcolo ai sistemi basati su Linux e Android.

Queste piattaforme sono utilizzate nelle smart camera dei sistemi di monitoraggio della vendita al dettaglio, di fine linea o di processo nelle applicazioni di factory automation e gestione magazzino, nei display intelligenti, nei sistemi per videoconferenza e di sicurezza.

Il dispositivo QUALCOMM® QCS8250 è una potente piattaforma che offre elaborazione GPU multi-core, GPU e DSP combinati, supporto contemporaneo per 7 telecamere e 3 display 4K. Può fornire ben 15 TOPS di potenza di elaborazione per applicazioni AI avanzate. Grazie ad Android 10, QCS8250 consente ai progettisti di realizzare rapidamente applicazioni innovative e ricche di funzionalità.

La combinazione di un hardware potente e una ricca suite software lo rende una piattaforma ideale per sistemi di check-out automatizzato nella vendita al dettaglio, display intelligenti multischermo ad alta risoluzione, robot di servizio in magazzino, controllo qualità e di processo.

Diagramma 4: diagramma a blocchi che mostra la configurazione hardware tipica della piattaforma QCS8250 per smart display multicamera e il QRB5165 orientato alle applicazioni di robotica e droni

Sebbene QRB5165 di QUALCOMM® condivida un’architettura SoC comune (calcolo eterogeneo, telecamere e display simultanei, processore AI dedicato) con il QCS8250, sono gli ambienti software a differenziare queste piattaforme.

QRB5165 è progettato per concentrarsi sulle applicazioni di robotica e ciò richiede un ambiente software che offra una bassa latenza. Il sistema operativo del QRB5165 è basato su Ubuntu Linux.

Oltre al porting del sistema operativo, QUALCOMM® ha creato diversi SDK e strumenti che consentono ai progettisti di implementare le funzionalità chiave di un robot tipico, inclusi gli algoritmi di rilevamento e tracciamento degli oggetti, evitamento degli ostacoli, vSLAM e mappatura 3D.

Questa piattaforma potente e ricca di funzionalità viene utilizzata in applicazioni come macchine per la pulizia professionali, droni, robot di pubblica sicurezza e veicoli a guida automatica.

Queste piattaforme soddisfano i requisiti per applicazioni industriali e di robotica. QRB5165 è disponibile anche nel range di temperatura estesa.

La piattaforma di sviluppo di QUALCOMM® Technologies consente un rapido sviluppo del software e ne semplifica il percorso.

Per supportare i clienti in un più rapido sviluppo del prodotto, QUALCOMM® ha creato una piattaforma di sviluppo basato su Linux che include gli strumenti per l’integrazione del software applicativo e degli algoritmi con sistemi operativi opensource (Linux e/o Android) e con BSP, firmware e driver proprietari di QUALCOMM®.

Sono forniti anche i tool per la flash e gli strumenti di verifica per supportare lo sviluppo e il debug on-chip. Oltre alle piattaforme di sviluppo, QUALCOMM® fornisce l’SDK che consente ai clienti di sfruttare la differenziazione dei SoC. Ad esempio, QUALCOMM® Neural Network SDK per l’AI viene utilizzato per trasferire ed eseguire modelli di AI direttamente sui core di elaborazione (CPU, GPU), inclusa anche la Snapdragon® Neural Processing Engine dedicata.

L’architettura software embedded dei dispositivi QCS610 e QCS410, mostrata nel diagramma 5, sotto il Linux Embedded Platform Development Kit (LEPDK), è una combinazione di codice proprietario di QUALCOMM® e componenti opensource di grande utilizzo. Si basa sulla distribuzione Linux Yocto (versione Poky) e utilizza componenti open source come GStreamer per applicazioni che usano fotocamere, video, multimediali e AI.

Nella famiglia di prodotti per smart camera viene mantenuta la piena compatibilità del software tra QCS410 e QCS610. I SoC sono anche compatibili pin-to-pin, semplificando il passaggio da uno all’altro.

Diagramma 5 – panoramica dell’architettura di alto livello del QCS8250/QRB5165

L’architettura software mostrata nel diagramma 5 è comune ad ogni SoC e consente al cliente finale di creare più facilmente una roadmap di prodotti poiché le applicazioni sviluppate per un SoC possono essere riutilizzate in progetti successivi o in prodotti completamente nuovi che necessitano di un SoC più potente.

Il QUALCOMM® Neural Processing SDK per l’AI ne semplifica l’implementazione

 QUALCOMM® ha sviluppato una suite di strumenti che consentono di differenziare i prodotti utilizzando le innovative tecnologie dell’AI. Nel caso del QCS610 potrebbe essere una fotocamera con un algoritmo AI che identifica automaticamente l’oratore in un sistema di videoconferenza o identifica le azioni dei consumatori in uno spazio di vendita al dettaglio. Nel caso del QRB5165, potrebbe trattarsi di una navigazione potenziata dall’intelligenza artificiale o di un algoritmo di rilevamento ed evitamento di oggetti per un robot o un drone di magazzino.

Il Neural Processing SDK per l’AI di QUALCOMM® consente agli ingegneri di utilizzare modelli di intelligenza artificiale proprietari o di terze parti che sono stati sviluppati e perfezionati in piattaforme di sviluppo di largo utilizzo come Caffe, Caffe2, TensorFlow e ONNX e implementano e ottimizzano questi modelli in modo specifico per il SoC e per le applicazioni. Lo sviluppatore di AI può scegliere di implementare il proprio modello di AI sulla Neural Processing Engine di QUALCOMM® ottimizzata per l’accelerazione dell’inferenza, sulla CPU multi-core o persino sulla GPU a seconda delle necessità di risorse, latenza e occupazione di memoria del progetto.

Le prestazioni dell’SDK di elaborazione neurale di QUALCOMM® per l’intelligenza artificiale vengono continuamente migliorate per ottimizzare l’efficienza e le potenzialità delle applicazioni AI per queste piattaforme SoC.

Diagramma 5: panoramica dell’architettura del Linux Platform Development kit per QCS610 e QCS410

Per ulteriori informazioni potete contattare:

Sergio Rossi – CODICO Italia: sergio.rossi@codico.com

CODICO è sinonimo di progettazione nella distribuzione di componenti elettronici di alta qualità. La sua vasta gamma di prodotti comprende componenti attivi e passivi e sistemi di interconnessione. L’azienda opera dalla sua sede austriaca a Perchtoldsdorf, a sud di Vienna come impresa privata e indipendente e mantiene diversi uffici di vendita in Germania, Italia, Francia, Spagna, Repubblica Ceca, Ungheria, Slovenia e Regno Unito, collaborando anche con aziende partner nell’Europa centrale e orientale. Dotata di un alto livello di competenza tecnica, CODICO pone un’attenzione particolare sui servizi di progettazione. La caratteristica distintiva di CODICO consiste nel supporto tecnico fornito dalla fase di sviluppo al prodotto finale, e nel distribuire esclusivamente prodotti di alta qualità.

Redazione Fare Elettronica