kontakt kamery@atesystem.cz
kontakt +420 595 170 472

3. listopad 2014

Kamery pro bezpilotní letouny

Vytvořil:

Tomáš Gřeš

Článek popisuje možnosti nasazení vestavných jednodeskových kamer do malých bezpilotních letounů (dronů).

Kvadrokoptéta (Zdroj: Wikipedia Commons) Ta tam je doba, kdy s malými bezpilotními letouny experimentovali pouze studenti vysokých škol a součástky pro jejich stavbu pilovali doslova na koleně. Dnes se výrobě malých letadel a dronů věnuje řada komerčních firem a že vývoj těchto prostředků prochází překotným vývojem. Pro dálkové či autonomní řízení dronu jsou používány různé snímače, GPS a samozřejmě také kamery a zpracování obrazu na vysoké úrovni. Profesionální vývojáři již samozřejmě pro řízení letounu nepoužívají „vykuchaný“ smartphone jako za studií, ale profesionální vestavné počítače a kamery. Hlavními požadavky na tato zařízení jsou nízká hmotnost, malé rozměry a velmi nízká spotřeba.

Kamery pro drony a bezpilotní letadla

Kamera v letounu může plnit hned několik úloh:

  • U dálkově řízených letounů je to přenos obrazu pro operátora u řídícího pultu. Cílem je dosažení optimální kvality obrazu a velmi nízkého datového toku pro rádiový přenos na velkou vzdálenost. V tomto případě rozlišení kamery nehraje významnou roli, důležitější je schopnost přizpůsobit se světelným podmínkám a přenos obrazu operátorovi v reálném čase s optimální snímkovou frekvencí.
  • U autonomních dronů je součástí elektroniky také pokročilé zpracování obrazu, případně stereovize pro určování tvaru a vzdálenosti objektů. V tomto případě je vyžadováno velmi přesné zobrazení a rychlé snímkování.
  • A u letounů pro letecké snímkování je zase důležité vysoké rozlišení pro zobrazení detailů a schopnost ukládání obrazu na paměťové médium s frekvencí snímání odpovídající rychlosti pohybu letadla.
  • U speciálních letounů, které se využívají v záchranných operacích, může být vyžadováno nasazení termovizní kamery, nebo senzorů snímajících v blízkém infračerveném spektru pro lepší viditelnost v kouři či v mlze.

Pro většinu těchto úloh jsou určeny jednodeskové kamery dart společnosti Basler:

Vestavné kamery Basler dart s pokročilou technologií

Basler se již přes dvacet let zabývá výrobou kamer pro počítačové vidění v průmyslu, dopravě i v bezpečnostních systémech. Mimořádná spolehlivost a robustnost kamer vynesla značku Basler na první místo v počtu prodaných kamer mezi světovými výrobci. Na průmyslové kamery jsou kladeny obzvláště vysoké nároky na spolehlivost a odolnost. Kamera musí vydržet nepřetržitý provoz i několik let. Tyto vlastnosti se z krytovaných kamer nyní přenášejí i na jednodeskové kamery pro vestavné systémy. Nejedná se tedy o hobby kameru, kterou koupíte v obchodě s elektronickými součástkami, nýbrž o plně profesionální kameru s pokročilými funkcemi.

Basler dart - S-mount, bez závitu, CS-mount

Technické parametry

Rozměry kamer Basler dart - zdroj: baslerweb.comHmotnost a velikost:

  • Hmotnost základní desky bez závitu: < 5g
  • Hmotnost základní desky se závitem pro objektiv: < 15g
  • Rozměry základní desky bez závitu: 27 x 27 mm, hloubka 7.2 mm
  • Hmotnost základní desky se závitem pro objektiv: 29 x 29 mm, hloubka ~20 mm

Napájení a komunikace:

Kamery komunikují přes rozhraní USB3.0 a jsou z něj i napájeny. Kamery jsou však zpětně kompatibilní i s USB2.0.

  • Spotřeba: ~1.3 W
  • Podporovaný protokol: USB3 Vision

Obrovskou výhodou kamer Basler dart je podpora protokolu USB3 Vision, který zajišťuje stabilní a spolehlivou komunikaci mezi kamerou a řídicí jednotkou. Protokol USB3 Vision je standardem, který podporuje mnoho ovladačů a programů pro práci s obrazem. Řadiče USB3.0 také umí přímý přístup do paměti (DMA), takže samotná komunikace téměř nezatěžuje procesor počítače, který je tak schopen se věnovat zpracování dalších úloh.

Připojení objektivu:

Basler dart - S-mount, bez závitu, CS-mountUživatel se může rozhodnout mezi několika variantami:

  • Deska bez závitu (Bare Board), kdy se kamera připojí k zákaznicky dodávané optice.
  • S-mount pro použití malého lehkého objektivu o průměru závitu 12 mm.
  • CS-mount pro použití standardní optiky používané v počítačovém vidění.

Ovládání a programování:

Kamera dart není pouhým senzorem, který si musí programátor „ohnout“ pro účely své aplikace, ale jedná se o plnohodnotnou kameru s rozsáhlými možnostmi nastavení. Kameru pro USB3.0 stačí nainstalovat, připojit a spustit. Ovládací program je navíc velmi přehledný a všechny parametry jsou plně programově nastavitelné:Pylon Viewer

  • Expoziční čas a citlivost (manuálně i automaticky)
  • Frekvence snímání
  • Vyvážení bílé u barevných variant, gama korekce
  • Možnost externí synchronizace digitálním impulzem nebo softwarovým příkazem
  • Digitální vstupy/výstupy
  • Čítače, časovače, CRC, časová synchronizace
  • Uložení parametrů do vnitřní paměti
  • A další…

Kamera poskytuje nekomprimovaný obraz o vysoké kvalitě, který je vhodný pro další programové zpracování.

pylon 4 Camera Software Suite - struktura

Programové vybavení a SDK lze zdarma stáhnout ze stránek výrobce. Současná verze pylon 4 Software Suite obsahuje aplikaci pro snadné nastavení parametrů kamery, sadu ovladačů a API pro běžně používané programovací jazyky (C, C++, VB6, .NET). Součástí instalace je také ovladač pro DirectShow a TWAIN, takže kameru lze použít v programech, které tyto technologie podporují (například Skype). Kamery lze použít jak ve Windows, tak v Linuxu na platformách x86 i ARM. Ukázkové příklady vám pomohou efektivně začít pracovat s kamerami.

Odkaz: Použití kamery v Raspberry PI

Kamera Basler dartModely podle rozlišení a frekvence snímání:

V současné době existují kamery ve třech základních variantách:

Kamera s rozlišením 1.2 MP se snímačem Aptina s technologií CMOS s globální elektronickou závěrkou. Maximální rychlost snímání 54 snímků za sekundu je vhodná pro stereovizi i pro většinu aplikací s real-time přenosem obrazu. Monochromatický snímač má dobrou citlivost v NIR pásmu a je tak vhodný i pro bezpečnostní aplikace.

Kamery s rozlišením 2 MP (FullHD) a 5 MP používají v senzory Aptina s technologií CMOS s rolující elektronickou závěrkou. Zvláště 5 MP kamery jsou vhodné pro letecké snímkování a dokumentaci. Součástí nabídky je také ekonomická varianta s nižší snímkovou frekvencí a rozlišením FullHD.

Všechna rozlišení jsou k dispozici jak v barevné tak v černobílé variantě.

Model RozlišeníOptická
velikost
SenzorVelikost
pixelu
FrekvenceBarva
daA1280-45um/uc1.2 MP1280 x 9601/3Aptina AR0134
CMOS, Global Shutter
3.75 µm54 fpsČernobílá
Barevná
daA1920-15um2 MP1920 x 10801/3.7Aptina MT9P031
CMOS, Rolling Shutter
2.2 µm15 fpsČernobílá
daA1920-30um/uc2 MP1920 x 10801/3.7Aptina MT9P031
CMOS, Rolling Shutter
2.2 µm30 fpsČernobílá
Barevná
daA2500-14um/uc5 MP2592 x 19441/2.5Aptina MT9P031
CMOS, Rolling Shutter
2.2 µm14 fpsČernobílá
Barevná

Záruka a podpora:

Záruka 3 roky na kamery BaslerZáruka na veškeré kamery Basler platí nadstandardní 3 roky. Pro kamery Basler můžete využít podporu přímo v České republice. Profesionální programátoři vám poradí s nastavením kamery a její implementací do vlastní aplikace. K dispozici jsou vzorky kamer pro design a vývoj prototypů k zapůjčení zdarma.

Oficiálním distributorem kamer Basler pro Českou republiku a Slovensko je firma ATEsystem, která provozuje stránky kamery.atesystem.cz. Součástí služeb je také poradenství a servis.

Máte-li zájem o vyzkoušení kamery Basler dart, kontaktujte nás ještě dnes.

Chci vyzkoušet kameru Basler dart!

 

Logo
Top