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Una cámara inteligente es un sistema de visión artificial que, además de contar con circuitos de captura de imágenes, es capaz de extraer información específica de la aplicación a partir de las imágenes capturadas, además de 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 video industrial. También se 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 se pueden integrar en una única pieza de hardware conocida como sensor de imagen inteligente o sensor de imagen inteligente . Contiene todas las interfaces de comunicación necesarias, por ejemplo, Ethernet, así como líneas de E/S de 24 V a prueba de la industria 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 . Una capacidad en visión artificial generalmente significa un grado de desarrollo tal que estas capacidades están 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 expensas de una interfaz de usuario algo más simple (u omitida) . 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] Los autores afiliados a 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 parte de la NASA y la División Espacial de General Electric de 1977. [9] Fueron sugeridos 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 su potencia de procesamiento ha alcanzado varios miles de MIPS (a finales de 2006 se encuentran disponibles dispositivos con procesadores de 1 GHz y hasta 8000MIPS).
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 de IA . [11] Se trata de un desarrollo posterior de la tecnología Exmor .
Componentes
Una cámara inteligente generalmente consta de varios (pero no necesariamente todos) de los siguientes componentes:
- Sensor de imagen (matricial o lineal, CCD o CMOS )
- Circuito de digitalización de imágenes
- Memoria de imagen
- Procesador (a menudo un DSP o un procesador lo suficientemente potente)
- Memoria de programas y datos (RAM, FLASH no volátil)
- Interfaz de comunicación ( RS-232 , Ethernet )
- Líneas de E/S (a menudo optoaisladas)
- Soporte de lente o lente incorporada (generalmente montura C, CS o M)
- Dispositivo de iluminación incorporado (normalmente LED )
- Sistema operativo en tiempo real desarrollado específicamente (por ejemplo, VCRT)
- Salida de vídeo opcional (por ejemplo, VGA o SVGA )
- Suministro de energía, por ejemplo, mediante recolección de energía.
Campos de aplicación
Al contar con un procesador dedicado en cada unidad, las cámaras inteligentes son especialmente adecuadas para aplicaciones en las que varias cámaras deben funcionar de forma independiente y, a menudo, de forma asincrónica, o cuando se requiere una visión distribuida (varios 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 se pueden utilizar para el mismo tipo de aplicaciones en las que se utilizan sistemas de visión más complejos y, además, se pueden aplicar en algunas aplicaciones en las que las limitaciones de volumen, precio o confiabilidad prohíben el uso de dispositivos y PC más voluminosos.
Los campos de aplicación típicos son:
- Inspección automatizada para el aseguramiento de la calidad (detección de defectos, fallos, piezas faltantes...)
- mediciones sin contacto.
- Clasificación e identificación de piezas.
- Lectura y verificación de códigos ( códigos de barras , Data Matrix , alfanuméricos , etc.)
- Inspección de banda (inspección de materiales que fluyen continuamente, como bobinas, tubos, alambres, plástico extruido) para detección de defectos y medición dimensional.
- Detección de posición y rotación de piezas para guiado de robots y picking automatizado
- Vigilancia desatendida (detección de intrusos, detección de incendios o humo)
- Reconocimiento biométrico y control de acceso ( rostro , huella dactilar , iris )
- Redes de sensores visuales y polvo inteligente
- guía robótica
- Casi cualquier aplicación de visión artificial
Los desarrolladores pueden comprar cámaras inteligentes y desarrollar sus propios programas para aplicaciones especiales y personalizadas, o pueden comprar software de aplicación ya preparado del fabricante de la cámara o de fuentes de terceros . Se pueden desarrollar programas personalizados programando en varios lenguajes (normalmente C o C++ ) o utilizando herramientas de desarrollo visual más intuitivas, aunque algo menos flexibles, en las que las funcionalidades existentes (a menudo llamadas herramientas o bloques) se pueden conectar en una lista (una secuencia o un diagrama de flujo bidimensional) que describe el flujo deseado de operaciones sin necesidad de escribir código de programa. La principal ventaja del enfoque visual frente a la programación es el proceso de desarrollo más corto y algo más sencillo, disponible también para los no programadores. Hay otras herramientas de desarrollo disponibles con relativamente pocas funcionalidades pero de nivel comparativamente alto, que se pueden configurar e implementar con un esfuerzo muy limitado.
Véase también
- Cámara trampa
- Cámara digital
- Cámara de eventos
- INDECTAR
- Accesorios para teléfonos móviles
- Polvo inteligente
- Unidad de procesamiento de visión
- Videógrafo
- Casa inteligente
- Internet de las cosas
Referencias
- ^ Ahmed Nabil Belbachir, ed. (2009). Cámaras inteligentes. Springer. ISBN 978-1-4419-0952-7.
- ^ Alexander Hornberg (2006). Manual de visión artificial. Wiley-VCH. ISBN 3-527-40584-4.
- ^ Rinner, Bernhard; Wolf, Wayne (17 de octubre de 2018). "Introducción a las cámaras inteligentes distribuidas". Actas del IEEE . 96 (10): 1565–1575. doi :10.1109/JPROC.2008.928742. S2CID 22637359 . Consultado el 13 de septiembre de 2021 .
- ^ Birem, Merwan; Berry, François (2014). "DreamCam: una arquitectura de cámara inteligente modular basada en FPGA". Revista de arquitectura de sistemas . 60 (6): 519–527. doi :10.1016/j.sysarc.2014.01.006. ISSN 1383-7621. S2CID 2095590 . Consultado el 15 de mayo de 2021 .
- ^ SCHNEIDERMAN, R; R, SCHNEIDERMAN (1975). "CÁMARAS INTELIGENTES QUE HACEN CLIC CON FUNCIONES ELECTRÓNICAS". Electrónica . 48 (17): 74–81 . Consultado el 27 de junio de 2021 .
- ^ Belbachir, Ahmed Nabil, ed. (2010). Cámaras inteligentes. doi :10.1007/978-1-4419-0953-4. ISBN 978-1-4419-0954-1. Recuperado el 27 de junio de 2021 .
- ^ General Electric (1976). «CÁMARA DE TELEVISIÓN DE ESTADO SÓLIDO (CID)» (PDF) . SERVICIO NACIONAL DE INFORMACIÓN TÉCNICA . Consultado el 15 de mayo de 2021 .
- ^ 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 ÓPTICO DE DATOS". 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 . Consultado el 15 de mayo de 2021 .
- ^ "EVALUACIÓN AVANZADA DEL CONCEPTO POST LANDSAT D" (PDF) . core.ac.uk/ . NASA . 1977 . Consultado el 15 de mayo de 2021 .
- ^ Goda, Keisuke; Jalali, Bahram; Lei, Cheng; Situ, Guohai; Westbrook, Paul (1 de julio de 2020). "La IA potencia la fotónica y viceversa". APL Photonics . 5 (7): 070401. Bibcode :2020APLP....5g0401G. doi : 10.1063/5.0017902 . S2CID 225783016.
- ^ 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 .
