Камера машинного зрения OpenMV H7 R2

Камера OpenMV H7 R2 — это компактная система компьютерного зрения с низким энергопотреблением. Она отличается от обычных камер встроенным микроконтроллером для обработки изображения на лету и управления внешними устройствами.

На базе OpenMV H7 R2 можно сделать собственную систему видеонаблюдения с распознаванием лиц, цифровое зрение для робота или систему сортировки на производстве. А ещё камера может выступать считывателем QR-кодов или датчиком линии.

При желании камеру машинного зрения можно объединить с одноплатными компьютерами Raspberry Pi, контроллерами Arduino и другими управляющими платами.

Особенности

Камера OpenMV H7 второго поколения R2 получила улучшенный сенсор изображения MT9M114, при этом аппаратная платформа на STM32H743VI осталась прежняя.

Если вам нужна камера машинного зрения с высоким разрешением, обратите внимание на OpenMV H7 Plus с поддержкой HD.

Начинка

Захватом изображения занимается светочувствительная КМОП-матрица ON Semiconductor MT9M114 размером 1/6″ с физическим разрешением 1296×976 точек. Камера снимает видео в 8-битном режиме оттенков серого или цветном 16-битном формате RGB565 с разрешением до 640×480 и частотой до 80 кадров в секунду. Поддерживаются форматы сжатия MJPEG, GIF и несжатое видео RAW. На камере предусмотрена подсветка RGB-светодиодом и два ИК-светодиода для съёмки в темноте.

Объектив с фокусным расстоянием 2,1 мм и диафрагмой F2.0 крепится через байонет со стандартной резьбой M12 с шагом 0,5 мм, поэтому к OpenMV H7 R2 подходят сменные объективы от GoPro и других портативных камер.

За обработку изображения отвечает 32-битный микроконтроллер STM32H743VI от компании STMicroelectronics с вычислительным ядром ARM Cortex-M7. Процессор работает на тактовой частоте до 480 МГц, у него на борту 1 МБ оперативной памяти SRAM и 2 МБ Flash-памяти.

Начинка справляется с алгоритмами компьютерного зрения разной сложности, среди которых:

• анализ изображений через TensorFlow Lite;
• детекция 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 используется карта памяти microSD. Скорость чтения и записи до 100 Мбит/с позволяет оперативно подгружать объекты для машинного зрения.

Различные модули и объективы позволяют расширить возможности камеры. Например: добавить ей дисплей, Wi-Fi или радиопередатчик 5,8 ГГц.

Программное обеспечение

Умная камера программируется на MicroPython в среде 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.

Взаимодействие с управляющими платформами происходит через библиотеку RPC (Remote Python/Procedure Call), которая может передавать результаты обработки изображений и команды управления периферией, подключённой к внешнему контроллеру.

Подключение периферии

На OpenMV H7 R2 предусмотрено 10 контактов ввода-вывода общего назначения (GPIO) для подключения внешних устройств.

• 10 пинов поддерживают прерывания.
• 9 пинов умеют выдавать 16-битный ШИМ-сигнал.
• Пин P6 оснащён 12-разрядными АЦП и ЦАП для подключения аналоговой периферии.
• Три пина предназначены для управления сервоприводами.
• Аппаратные интерфейсы включают в себя 2× UART, 2× I²C, 1× SPI и 1× CAN.

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

Питание

Камера питается через порт micro-USB, разъём питания JST PH-2 или напрямую через контакт Vin напряжением от 3,6 до 5 В.

• При питании через USB подойдёт наш сетевой адаптер с кабелем micro-USB.
• Используйте источник напряжения от 3,6 до 5 вольт для питания через контакт Vin или разъём JST, для которого пригодится коннектор JST PH-2 с проводами.

Комплектация

• 1× Камера машинного зрения OpenMV H7 R2
• 2× Контактные колодки (PBS-8L)
• 2× Контактные штыри (PLS-8)

Характеристики

• Модель: OpenMV Cam H7 R2
• Основные чипы: STM32H743VI, MT9M114
• Входное напряжение через USB: 5 В
• Входное напряжение через пин Vin и разъём JST: 3,6–5 В
• Ток потребления в фоновом режиме: 110 мА
• Ток потребления в активном режиме: до 170 мА
• Максимальный ток с пина или на пин: 25 мА
• Максимальный выходной ток пина 3V3: 250 мА
• Напряжение логических уровней: 3,3 В
• Карта памяти: microSD
• Размеры: 45×36×30 мм

Микроконтроллер STMicroelectronics STM32H743VI

• Вычислительное ядро: ARM Cortex-M7
• Разрядность: 32 бита
• Тактовая частота: 480 МГц
• SRAM-память: 1 МБ
• Flash-память: 2 МБ
• Пины ввода-вывода: 10 (с поддержкой прерываний)
• Контакты с АЦП / ЦАП: 1 с разрядностью 12 бит
• Контакты с ШИМ: 9 с разрядностью 16 бит
• Аппаратные интерфейсы:
  • 2× UART
  • 2× I²C
  • 1× SPI
  • 1× CAN

Камера Onsemi MT9M114

• Сенсор изображения: КМОП-матрица
• Размер матрицы: 1/6″
• Физическое разрешение: 1296×976
• Разрешение видео: 640×480
• Частота кадров:
  • VGA (640×480): 40 к/с
  • QVGA (320×240): 80 к/с
• Цветной режим: 16 бит (RGB565)
• Чёрно-белый режим: 8 бит
• Сжатие видео: MJPEG, GIF, несжатый RAW
• Байонет объектива: M12/0,5 мм
• Фокусное расстояние объектива: 2,1 мм
• Угол обзора по горизонтали: 60,7°
• Угол обзора по вертикали: 47,5°
• Диафрагма: F2.0
• ИК-фильтр: 650 нм (убираемый)
• Встроенная подсветка:
  • 1× RGB-светодиод
  • 2× ИК-светодиод (850 нм)