インダストリアルAIは、視覚データへの依存度を高めています。単一カメラ検査からマルチカメラロボット、自律機械、360度視覚システムへとアプリケーションが拡大するにつれて、カメラ接続はAIアーキテクチャ全体の重要な部分となります。
ロボット工学および製造チームにとって、課題はもはやカメラの選択だけではありません。システムは、ケーブル距離、同期、カメラの配置、データ送信、およびそれらの画像ストリームを処理するエッジAIコンピュータも考慮する必要があります。
ここで、GMSL（Gigabit Multimedia Serial Link）カメラは、マルチカメラ産業用AIにとってますます重要になっています。
産業用AIはマルチカメラ問題に
多くの新たな産業用AIアプリケーションは、複数の視点を必要とします。
製造業では、AIビジョンは品質検査、欠陥検出、および360度製品検査をサポートできます。複数のカメラにより、システムは単一の視点からは見えない表面や角度を捉えることができます。
ロボット工学では、自律移動ロボット、倉庫ロボット、および協働ロボットは、機械の周囲に配置されたカメラを使用して、より広い視覚範囲を提供できます。
同様の課題は、自律建設車両、鉱山機械、鉄道検査システムを含む輸送および重機にも存在します。カメラはより大きな物理プラットフォームに分散される可能性があり、センサーとAIコンピュータ間の距離が増大します。
農業では、自律型トラクターや収穫ロボットも、機器の周囲に複数のカメラを配置する必要がある場合があります。
カメラの数が増えるにつれて、接続性はシステムレベルの設計上の決定となります。
従来のカメラインターフェースが限界に達する理由
異なるカメラインターフェースは、異なるシステムアーキテクチャに適合します。
USBとMIPI CSIは、カメラが計算プラットフォームの近くにある場合にうまく機能します。GigE Visionはネットワークベースの柔軟性を提供しますが、展開によっては追加のイーサネットインフラストラクチャが必要になる場合があります。
GMSLは、カメラをロボット、機械、車両の周囲に物理的に分散させながら、中央のAI計算プラットフォームに接続したままにする必要がある場合に特に役立ちます。
GMSLが好まれるインターフェースになる理由
GMSLの価値は、仕様だけでなく、実際の展開要件を見てみるとより明確になります。例えば：
長いケーブル配線
産業用カメラは、常にAIコンピュータのすぐ隣にあるとは限りません。ケーブル配線が長いほど、設計者はアプリケーションが必要とする場所にカメラを柔軟に配置できます。
GMSL2カメラシステムは、カメラ、ケーブル、コネクタ、およびシステム設計に応じて、一般的に最大約15メートルのケーブル配線をサポートします。この長い到達距離は、カメラをロボット、車両、生産設備、またはその他の大型産業プラットフォームの周囲に分散させながら、中央のエッジAIコンピュータに接続したままにする必要がある場合に特に役立ちます。
過酷な環境での信頼性の高い動作
産業用AIシステムは、温度変化、衝撃、振動、およびその他の厳しい条件にさらされる環境で動作する場合があります。
一部のGMSLカメラはこれらの条件向けに設計されています。例えば、oToBrite GMSL2カメラは、サポート対象モデルでIP67およびIP69K保護、振動試験、および-40°Cから+85°Cの動作温度に対応しています。
これらの展開では、堅牢なカメラと堅牢な計算ハードウェアを組み合わせる必要があります。PremioのJCOシリーズエッジAIコンピュータは、要求の厳しいエッジ環境向けに堅牢なファンレス設計を採用しています。
より優れた同期
マルチカメラAIシステムは、効果的に連携するために複数の視点からの視覚情報を必要とします。
GMSLは、複数のカメラにフレーム同期信号を配信でき、イメージセンサーが同時にフレームをキャプチャするのに役立ちます。これにより、AIプロセッサに到達する前にビデオストリームが整列され、カメラが移動する製品、ロボット、車両、または周囲の環境を異なる角度から観察している場合に特に役立ちます。
配線複雑性の軽減
カメラの数が増えると、配線の管理が困難になる場合があります。
GMSLは、カメラを中央の計算プラットフォームから離して配置できるため、すべてのセンサーの隣に計算システムを置く必要がなく、マルチカメラ接続を簡素化するのに役立ちます。
GMSLカメラが最も大きな影響を与える分野
自律移動ロボット: AMRの周囲に分散されたカメラは、より広い視覚範囲を提供しながら、コンパクトなエッジAIコンピュータにデータをフィードバックできます。
スマートマニュファクチャリング: マルチカメラシステムは、AI品質検査、欠陥検出、および複数の視点からの360度検査をサポートできます。
重機: 建設機械や鉱山機械は、より大きな物理プラットフォーム全体にカメラを配置する必要がある場合があり、長距離接続が特に重要になります。
インテリジェントトランスポーテーション: 車両および輸送システムは、複数のカメラ視点とローカルAI処理を組み合わせて、視覚集約型アプリケーションに対応できます。
GMSLはシステムの一部にすぎません
カメラインターフェースは、入力データを処理する計算プラットフォームと同じくらい効果的です。
完全なマルチカメラAIシステムには、次のものも必要です。
- GPUアクセラレーションとAI推論
- カメラ帯域幅
- PCIe拡張
- 堅牢な動作
- 高速ストレージ
- 産業用電源
- 熱性能
PremioのJCOプラットフォームは、これらの要件をNVIDIA Jetson Orin AI処理、堅牢なファンレス設計、NVMeストレージ、産業用I/O、およびGMSLカメラサポートと組み合わせています。
JCO-6000-ORNシリーズで利用可能なEDGEBoost I/Oプラットフォームは、追加のネットワーク、ストレージ、USB、PoE、およびその他の接続要件に対応するモジュール式オプションを提供します。
GMSLカメラをサポートするPremioのエッジAIコンピュータ
JCO-6000-ORNシリーズは、Premioの高性能GMSL対応エッジAIプラットフォームです。
NVIDIA Jetson AGX Orinを搭載したJCO-6000-ORNは、最大275 TOPSのAIパフォーマンスを提供し、2つのクアッドポートMini-FAKRAコネクタを介して最大8台のGMSL2カメラをサポートします。また、EDGEBoost I/O、NVMeストレージ、CANバス、電源イグニッション管理、堅牢なファンレス設計もサポートします。
よりコンパクトな展開向けには、JCO-1000-ORNシリーズはNVIDIA Jetson Orin NX SuperおよびOrin Nano Superモジュールを使用し、最大157 TOPSの構成をサポートします。
JCO-1000-ORN-BとJCO-1000-ORN-Cは両方とも、クアッドポートMini-FAKRAコネクタを介して最大4台のGMSL2カメラをサポートします。また、NVMeストレージ、9～36VDCの広範囲電源入力、CANバス、および堅牢なファンレス構造も提供します。
主なネットワークの違いは、JCO-1000-ORN-BがRJ45 LANを使用するのに対し、JCO-1000-ORN-CはM12 LANコネクタを使用することです。
Premioは、JCOシリーズでoToBriteのいくつかのGMSLカメラを検証しています。完全な検証済みカメラリストについては、oToBriteのPremioパートナーページをご確認ください。
結論
産業用AIは、複数のカメラへの依存度を高めています。
製造システムにはより多くの視点が必要です。ロボットには機械の周囲に配置されたカメラが必要です。重機やインテリジェント輸送プラットフォームには、より大きな物理システム全体に分散されたカメラが必要になる場合があります。
これらのアプリケーションが拡大するにつれて、カメラ接続はAIアーキテクチャ全体にとってより重要な部分になります。
GMSLカメラは、長いケーブル配線、同期イメージング、分散型カメラ配置に対応するのに役立ちます。しかし、インターフェースだけでは十分ではありません。
エッジAIコンピュータは、完全なワークロードで要求される処理性能、ストレージ、I/O、堅牢性、電力、熱設計も提供する必要があります。
マルチカメラ展開に最適なGMSL対応エッジAIプラットフォームを評価するために、PremioのJCO-6000-ORNシリーズとJCO-1000-ORNシリーズをご覧ください。
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