With the rise of applications requiring high bandwidth, long-distance support, strong performance, and precise and reliable visual data, such as autonomous driving, object detection, and inventory management, GMSL cameras have become indispensable tools, providing high-resolution imaging, real-time communication, and enhanced security features. As industries continue to push the boundaries of technological innovation, GMSL cameras stand at the forefront, enabling seamless integration and superior performance in diverse environments.
What Is A GMSL Camera?
GMSL, short for Gigabit Multimedia Serial Link, is a cutting-edge communication protocol that revolutionizes data transmission in various industries.
Unlike traditional methods, GMSL facilitates multi-streaming over a single cable, offering unparalleled efficiency and simplicity. With the capability to transmit data up to 15 meters using a coaxial cable, GMSL ensures seamless connectivity over extended distances. With its high-performance protocol paired with a secure FAKRA connector, is particularly well-suited for autonomous driving, warehouse and robotic applications.
In training Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) applications, GMSL cameras use a high-speed serial interface for transmitting video data between the camera and other components within the vehicle, such as processing units or display screens. This interface allows for high-resolution video transmission over relatively long distances while maintaining high reliability and robustness, even in harsh automotive environments. These cameras are often favored in automotive applications due to their ability to handle high-definition video data with low latency and their compatibility with the automotive industry's stringent requirements for reliability and performance. They play a crucial role in providing visual information to onboard systems for tasks such as object detection, lane keeping, and obstacle avoidance.
Why is GMSL Camera Becoming Popular?
GMSL cameras can adapt to the growing demand, and it is becoming popular day by day. Here are some several reasons why:
- High Resolution and Image Quality: GMSLカメラは、ADASや自動運転アプリケーションにおける正確な認識に不可欠な鮮明な高精細ビデオを撮影します。
- Low Latency for Real-time Data Processing: GMSLカメラはビデオ伝送の遅延を最小限に抑えることで、車載システムによるタイムリーな意思決定を促進し、車両の安全性と応答性を向上させます。
- Robustness and Reliability: 過酷な車載環境に耐えるように設計されたGMSLカメラは、温度変化、振動、電磁干渉に対する弾力性を示し、中断のない動作を保証します。
- Long-Distance Transmission: GMSLカメラは、1本のケーブルを介した長距離ビデオ伝送をサポートしており、設置を簡素化し、カメラの配置に柔軟性を提供します。
- Scalability: GMSLカメラシステムのモジュラー設計により、複数のカメラをシームレスに統合できるため、車両周辺を包括的にカバーし、状況認識を強化できます。
- Compatibility: GMSLカメラは、自動車業界の標準と要件を満たすように設計されており、既存の車両アーキテクチャやシステムとの互換性を確保しています。
- Safety and Efficiency: GMSLカメラは、車載システムに正確かつタイムリーな視覚情報を提供することで、衝突回避、アダプティブクルーズコントロール、駐車支援など、自動車アプリケーションにおける安全性と効率の向上に貢献します。
GMSL Camera (Gigabit Multimedia Serial Link) Generations
There are three generations of GMSL technology commonly referred to: GMSL1, GMSL2 and GMSL3:
GMSL1: 自動車アプリケーションにおけるビデオおよびデータ伝送用の高速シリアル通信をサポートします。通常、レーンあたり最大3.125 Gb/sのデータレートで動作し、ADAS（先進運転支援システム）や自動運転などのアプリケーション向け自動車カメラシステムで広く使用されています。
GMSL2: GMSL1に比べて、より高いデータレート、信頼性の向上、および追加機能という点で改善されています。レーンあたり最大6 Gb/sのデータレートをサポートし、双方向通信やPoC（Power-over-Coaxial）機能などの機能が含まれています。GMSL2は、高解像度、帯域幅の増加、信頼性の向上といった自動車ビジョンシステムの進化する要件を満たすように設計されています。
GMSL3: 最新バージョンのGMSL接続です。一般的に、GMSL3は帯域幅、消費電力、セキュリティ、ケーブル長に関してGMSL2と比較していくつかのアップグレードがあります。最大12 Gb/sの速度でデータを転送できます。これらの強化により、GMSL3は、要求の厳しい自動車タスクや、セキュリティを強化した高速で鮮明なビデオ伝送を必要とするその他の用途にとって優れた選択肢となります。
What Types of CPUs is GMSL Camera Compatible with?
GMSLカメラは、自動車アプリケーションで使用される幅広いCPUおよびコンピューティングプラットフォームと互換性があるように設計されています。GMSLカメラとCPUの互換性は、特定の自動車システム内の適切なドライバー、ソフトウェアサポート、および統合の取り組みによって異なります。メーカーと開発者は通常、厳格なテストと検証プロセスを通じて互換性を確保しています。
以下に、GMSLカメラが互換性を持つ可能性のあるCPUとコンピューティングプラットフォームの例をいくつか示します。
- 自動車用SoC（System-on-Chip）
- ARMベースCPU
- x86ベースCPU
- カスタムまたは特殊なプロセッサー
GMSL Camera vs GigE Camera vs USB Camera vs MIPI Camera
GMSLとGigE、USB、MIPIカメラの比較：利点と欠点
| カメラの種類 | 利点 | 欠点 |
| GMSL | 高速伝送、長いケーブル長、低遅延、高い耐干渉性 | 高コスト、セットアップの複雑さ、非自動車アプリケーションとの互換性の制限 |
| GigE | 長いケーブル長、高いデータレート、既存ネットワークへの統合、複数のカメラをサポート | 高コストと複雑さ、別途電源が必要（PoEを使用しない場合）、ネットワークに依存するパフォーマンス |
| USB 3.0 | 幅広い用途と互換性、USB経由の電力供給、費用対効果が高い、可変データ速度 | ケーブル長の制限、ハイエンドカメラのデータ転送と電力の潜在的な制限 |
| MIPI | 低消費電力、コンパクトで軽量 | ケーブル長の短さ、モバイル環境外での統合の複雑さ、非モバイルとの互換性の制限 |
GMSLとGigE、USB、MIPIカメラの詳細な比較
| 基準 | GMSL | GigE | USB 3.0 | MIPI CSI-2 |
| データ転送速度 | 最大12 Gb/s | 1 Gb/s | 5 Gb/s | 1～5 Gb/s |
| ケーブル長 | 3～15m | 60～100m | 最大18m | 標準は30cm |
| 接続性 | 自動車および産業用途向け | 産業およびIT環境で使用 | 汎用、多くのデバイスをサポート | 主にモバイルおよび組み込みデバイス |
| 電源供給 | 同軸ケーブル経由の電源供給 (限定的) | 別途電源が必要 | 電源供給 (USB-Cで最大100W) | 低消費電力 |
| レイテンシ | 低 | 中～高 | バージョンに応じて低～中 | 非常に低い |
産業分野におけるGMSLカメラのユースケースとは？
自動農業
GMSLカメラは、作物の監視、精密農業、自律機械誘導などのタスクのために自動農業システムに採用されています。これにより、農家は作物の健全性を監視し、害虫や病気を検出し、灌漑と施肥の方法を最適化して、生産性と収穫量を向上させることができます。
無人搬送車および自律移動ロボット
GMSLカメラは、産業環境におけるナビゲーション、障害物検出、マッピングのためのAMRの不可欠なコンポーネントです。リアルタイムの視覚データを提供することで、AMRは安全にナビゲートし、障害物を回避し、効率的なマテリアルハンドリングと物流業務のために経路を最適化することができます。
品質検査
製造環境では、GMSLカメラが品質検査や欠陥検出に使用されます。製品や部品の鮮明な画像を撮影することで、生産プロセスにおける欠陥や異常を正確に分析し、特定することができます。
セキュリティと監視
GMSLカメラは、産業施設におけるセキュリティと監視目的で展開されています。高精細なビデオ監視を提供し、敷地のリアルタイム監視、境界監視、侵入検知を可能にします。
関連製品
JCO-6000-ORNシリーズは、NVIDIA Jetson AGX Orinモジュールを搭載し、最大275 TOPSのAI性能を発揮する高性能AIエッジコンピューターシリーズです。8台のGMSLカメラを搭載したJCO-6000-ORNは、状況認識、物体検出、コンピュータビジョンベースのアプリケーションに幅広く採用されています。
NVIDIA® Jetson™ Orin NanoとOrin NXをベースにした近日発売のJCO-1000-ORN-BシリーズおよびJCO-1000-ORN-Cシリーズは、車載アプリケーション向けに4×GMSL2カメラをサポートするコンパクトなAIエッジコンピューティングプラットフォームを提供します。信頼性の高いAI推論とマルチカメラ接続を必要とする、スペースに制約のあるモバイル環境向けに設計されています。
このブログは2024年4月5日に公開され、最新の製品および認証情報を反映するために更新されました。