Камера машинного зрения OpenMV M7

OpenMV M7 — это система компьютерного зрения в виде компактного модуля камеры с низким энергопотреблением. Она отличается от обычных камер дополнительной начинкой с микроконтроллером для обработки изображения на лету и управления внешними устройствами. Камера OpenMV M7 позволяет сделать умную систему видеонаблюдения с распознаванием лиц, цифровое зрение для робота или систему сортировки на производстве.

Начинка

Захватом изображения занимается светочувствительная КМОП-матрица OmniVision OV7725 размером 1/3″ с разрешением 640×480 (VGA). Камера может снимать видео в 8-битном режиме оттенков серого или цветном 16-битном формате RGB565 с частотой 60 кадров в секунду. Поддерживаются форматы сжатия MJPEG, GIF и несжатое видео RAW. Рядом с камерным модулем расположена ИК-подсветка из двух светодиодов для съёмки в темноте.

Объектив с фокусным расстоянием 2,8 мм и диафрагмой F2.0 использует стандартную резьбу M12 с шагом 0,5 мм, поэтому к OpenMV M7 подходят сменные объективы от GoPro и других портативных камер.

За обработку изображения отвечает 32-битный процессор STM32F765VIT6 от компании STMicroelectronics с вычислительным ядром ARM Cortex-M7. Контроллер работает на тактовой частоте до 216 МГц и обладает блоками памяти SRAM на 512 КБ и Flash на 2 МБ.

Начинка позволяет выполнять алгоритмы компьютерного зрения разной сложности:

• детекцию движения в кадре;
• распознавание лиц;
• отслеживание цветных объектов и маркеров;
• отслеживание движения зрачков;
• определение и считывание QR-кодов, штрих-кодов и AprilTags;
• скоростное отслеживание линии;
• распознавание геометрических объектов;
• сравнение изображения с заданным шаблоном.

Для записи видео и хранения рабочих данных используются карты microSD объёмом до 32 ГБ. Скорость чтения и записи до 100 Мбит/с позволяет оперативно подгружать объекты для машинного зрения.

Программное обеспечение

Для программирования платформы используется язык MicroPython и среда разработки OpenMV IDE с поддержкой русского языка. Она объединяет в себе редактор программного кода, просмотр видеобуфера камеры и построение RGB-гистограмм в реальном времени, чтобы упростить процесс отладки.

Благодаря поддержке MicroPython вам доступна масса готовых библиотек для управления периферией и оптимизированными для микроконтроллеров алгоритмами обработки изображений. Это позволяет быстрее запрограммировать свою систему на основе существующих «кирпичиков», а не писать всё с нуля.

Подключение периферии

На OpenMV M7 предусмотрено 10 контактов ввода-вывода общего назначения (GPIO) для подключения внешних устройств. Все 10 пинов поддерживают прерывания, и 9 из них — ШИМ. Пин P6 также оснащён 12-разрядными АЦП и ЦАП для подключения аналоговой периферии. А ещё три пина предназначены для управления сервоприводами.

На пинах выдаётся логическое напряжение 3,3 В и ток до 25 мА, но они толерантны к входному напряжению 5 В (кроме пина P6).

Аппаратные интерфейсы включают в себя 1× SPI, 1× CAN, 2× I²C и 2× UART.

Питание

Плата питается через разъём Micro-USB или контакт Vin, источник определяется автоматически. При питании через USB подойдёт наш блок питания с кабелем USB (A — Micro USB). В случае питания через Vin рекомендуется входное напряжение от 3,6 до 5 В.

Комплектация

• 1× Модуль камеры OpenMV M7
• 2× Контактные колодки (PBS-8L)
• 1× Контактные штыри (PLS-8)

Характеристики

• Основные чипы: STM32F765VIT6, OmniVision OV7725
• Входное напряжение через USB: 5 В
• Входное напряжение через пин Vin: 3,6–5 В
• Ток потребления в фоновом режиме: 110 мА
• Ток потребления в активном режиме: до 200 мА
• Максимальный выходной ток пина 3V3: 500 мА
• Напряжение логических уровней: 3,3 В
• Максимальный ток с пина или на пин: 25 мА
• Карта памяти: microSD до 2 ГБ, microSDHC до 32 ГБ
• Габариты: 45×36×30 мм

Микроконтроллер STMicroelectronics STM32F765VIT6

• Ядро: ARM Cortex-M7
• Разрядность: 32 бита
• Тактовая частота: 216 МГц
• Flash-память: 512 КБ
• SRAM-память: 2 МБ
• Пины общего назначения: 10 (с поддержкой прерываний)
• Контакт с АЦП / ЦАП: 1 с разрядностью 12 бит
• Контакты с ШИМ: 9 с разрядностью 16 бит
• Пины, толерантные к 5 В: 9
• Аппаратные интерфейсы: 1× SPI, 1× CAN, 2× UART и 2× I²C

Камера OmniVision OV7725

• Форм-фактор: 1/3″
• Разрешение: 640×480 (VGA)
• Частота кадров: 60 fps (640×480), 120 fps (320x240)
• Сжатие видео: MJPEG, GIF, несжатый RAW
• Фокусное расстояние объектива: 2,8 мм
• Диафрагма: F2.0
• ИК-фильтр: 650 нм (убираемый)
• Чёрно-белый режим: 8-бит
• Цветной режим: 16 бит (RGB565)