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Cámara inteligente

Una de las primeras cámaras inteligentes (aprox. 1985, en rojo) con un Z80 de 8 MHz, comparada con un dispositivo moderno que incorpora un C64 de Texas Instruments a 1 GHz. Una ...

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Una de las primeras cámaras inteligentes (aprox. 1985, en rojo) con un Z80 de 8 MHz, comparada con un dispositivo moderno que incorpora un C64 de Texas Instruments a 1 GHz.

Una cámara inteligente es un sistema de visión artificial que, además de circuitos de captura de imágenes, es capaz de extraer información específica de la aplicación a partir de las imágenes capturadas, así como generar descripciones de eventos o tomar decisiones que se utilizan en un sistema inteligente y automatizado. [ 1 ] [ 2 ] Una cámara inteligente es un sistema de visión autónomo e independiente con un sensor de imagen incorporado en la carcasa de una cámara de vídeo industrial. También se la conoce como cámara inteligente , sensor de visión (inteligente) , sensor de visión inteligente , sensor óptico inteligente , sensor óptico inteligente , sensor visual inteligente o sensor visual inteligente .

El sistema de visión y el sensor de imagen pueden integrarse en un único dispositivo conocido como sensor de imagen inteligente . Este contiene todas las interfaces de comunicación necesarias, como Ethernet, así como líneas de E/S de 24 V estándar para la conexión a un PLC , actuadores, relés o válvulas neumáticas, y puede ser estático o móvil. [ 3 ] No es necesariamente más grande que una cámara industrial o de vigilancia . La capacidad de visión artificial generalmente implica un grado de desarrollo tal que estas capacidades estén listas para su uso en aplicaciones individuales. Esta arquitectura tiene la ventaja de un volumen más compacto en comparación con los sistemas de visión basados ​​en PC y, a menudo, logra un menor costo, a costa de una interfaz de usuario algo más simple (o incluso inexistente) . Las cámaras inteligentes también se conocen con el término más general de sensores inteligentes . [ 4 ]

Historia

La primera publicación del término cámara inteligente fue en 1975 [ 5 ] según Belbachir et al. [ 6 ] En 1976, la División de Sistemas Electrónicos de General Electric indicó los requisitos de dos empresas industriales para cámaras inteligentes en un informe para el Servicio Nacional de Información Técnica . [ 7 ] Autores afiliados en HRL Laboratories definieron una cámara inteligente como "una cámara que podría procesar sus imágenes antes de grabarlas" en 1976. [ 8 ] Una de las primeras menciones de sensores ópticos inteligentes apareció en una evaluación de concepto para satélites por la NASA y la División Espacial de General Electric de 1977. [ 9 ] Se sugirieron como un medio para la edición y reducción inteligente de datos a bordo.

Las cámaras inteligentes se comercializan desde mediados de los años 80. En el siglo XXI han alcanzado un uso generalizado, ya que la tecnología ha permitido reducir su tamaño y aumentar su potencia de procesamiento hasta varios miles de MIPS (a  finales de 2006, ya existían dispositivos con procesadores de 1 GHz y hasta 8000 MIPS).

La inteligencia artificial y la fotónica se potencian mutuamente. [ 10 ] La fotónica acelera el proceso de recopilación de datos para la IA y la IA mejora el espectro de aplicaciones de la fotónica. En 2020, Sony lanzó los primeros sensores de visión inteligentes con capacidades de computación de borde para IA . [ 11 ] Se trata de un desarrollo posterior de la tecnología Exmor .

Componentes

Una cámara inteligente suele constar de varios (pero no necesariamente todos) de los siguientes componentes:

  • Sensor de imagen (matricial o lineal, CCD o CMOS )
  • Circuitos de digitalización de imágenes
  • memoria de imágenes
  • procesador (a menudo un DSP o un procesador suficientemente potente)
  • Memoria de programa y de datos (RAM, memoria FLASH no volátil)
  • Interfaz de comunicación ( RS-232 , Ethernet )
  • Líneas de E/S (a menudo optoaisladas)
  • Soporte para objetivo o lente integrada (normalmente con montura C, CS o M).
  • Dispositivo de iluminación incorporado (generalmente LED )
  • Sistema operativo en tiempo real desarrollado específicamente para este fin (por ejemplo, VCRT).
  • Salida de vídeo opcional (por ejemplo, VGA o SVGA )
  • Suministro de energía, por ejemplo, mediante la recolección de energía.

Campos de aplicación

Al contar con un procesador dedicado en cada unidad, las cámaras inteligentes son especialmente adecuadas para aplicaciones donde varias cámaras deben operar de forma independiente y, a menudo, asíncrona, o cuando se requiere visión distribuida (múltiples puntos de inspección o vigilancia a lo largo de una línea de producción o dentro de una máquina de ensamblaje). En general, las cámaras inteligentes pueden utilizarse para el mismo tipo de aplicaciones donde se emplean sistemas de visión más complejos, y además pueden aplicarse en algunas aplicaciones donde las limitaciones de volumen, precio o fiabilidad impiden el uso de dispositivos y PC más voluminosos.

Los campos de aplicación típicos son:

Developers can purchase smart cameras and develop their own programs for special, custom made applications, or they can purchase ready made application software from the camera manufacturer or from third party sources. Custom programs can be developed by programming in various languages (typically C or C++) or by using more intuitive, albeit somewhat less flexible, visual development tools where existing functionalities (often called tool or blocks) can be connected in a list (a sequence or a bi-dimensional flowchart) that describes the desired flow of operations without any need to write program code. The main advantage of the visual approach versus programming is the shorter and somewhat easier development process, available also to non-programmers. Other development tools are available with relatively few but comparatively high level functionalities, which can be configured and deployed with very limited effort.

See also

References

  1. ↑Ahmed Nabil Belbachir, ed. (2009). Smart Cameras. Springer. ISBN 978-1-4419-0952-7.
  2. ↑Alexander Hornberg (2006). Handbook of Machine Vision. Wiley-VCH. ISBN 3-527-40584-4.
  3. ↑Rinner, Bernhard; Wolf, Wayne (2018-10-17). "An Introduction to Distributed Smart Cameras". Proceedings of the IEEE. 96 (10): 1565–1575. doi:10.1109/JPROC.2008.928742. S2CID 22637359. Retrieved 2021-09-13.
  4. ↑Birem, Merwan; Berry, François (2014). "DreamCam: A modular FPGA-based smart camera architecture". Journal of Systems Architecture. 60 (6): 519–527. doi:10.1016/j.sysarc.2014.01.006. ISSN 1383-7621. S2CID 2095590. Retrieved 15 May 2021.
  5. ↑SCHNEIDERMAN, R; R, SCHNEIDERMAN (1975). "SMART CAMERAS CLICKING WITH ELECTRONIC FUNCTIONS". Electronics. 48 (17): 74–81. Retrieved 27 June 2021.
  6. ↑Belbachir, Ahmed Nabil, ed. (2010). Smart Cameras. doi:10.1007/978-1-4419-0953-4. ISBN 978-1-4419-0954-1Consultado el 27 de junio de 2021 .
  7. ↑ General Electric (1976). "CÁMARA DE TELEVISIÓN DE ESTADO SÓLIDO (CID)" (PDF) . SERVICIO NACIONAL DE INFORMACIÓN TÉCNICA . Consultado el 15 de mayo de 2021 .
  8. ↑ Reif, PG; Jacobson, AD; Bleha, WP; Grinberg, J. (12 de enero de 1977). Casasent, David P ; Sawchuk, Alexander A (eds.). "DISPOSITIVOS HÍBRIDOS DE VÁLVULA DE LUZ DE CRISTAL LÍQUIDO-TUBO DE IMAGEN PARA PROCESAMIENTO DE DATOS ÓPTICOS" . Procesamiento de información óptica: dispositivos en tiempo real y técnicas novedosas . 0083. Sociedad Internacional de Óptica y Fotónica: 34–43 . doi : 10.1117/12.954897 . S2CID 110882955. Recuperado el 15 de mayo de 2021 . 
  9. ↑ "EVALUACIÓN DE CONCEPTOS AVANZADOS POST LANDSAT D" (PDF) . core.ac.uk/ . NASA . 1977 . Consultado el 15 de mayo de 2021 .
  10. ↑ Goda, Keisuke; Jalali, Bahram; Lei, Cheng; Situ, Guohai; Westbrook, Paul (2020-07-01). "La IA impulsa la fotónica y viceversa" . APL Photonics . 5 (7): 070401. Bibcode : 2020APLP....5g0401G . doi : 10.1063/5.0017902 . S2CID 225783016 . 
  11. ↑ Lorbeer/pi, Klaus (14 de mayo de 2020). "Sony lanza weltweit erste Intelligent-Vision-Sensoren mit KI-Verarbeitung" . computerwelt.at (en alemán). Archivado desde el original el 15 de mayo de 2021 . Consultado el 15 de mayo de 2021 .
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