當今的移動式工業機械面臨著日益增長的實時數據處理、安全和自動化需求。在農業、建筑和物流等領域，視覺系統對于從危險檢測到精確監控和自動化等各種任務都至關重要。傳統方法采用完全分散式智能攝像頭或集中式電子控制單元（ ECU ）系統，但效果有限。智能攝像頭成本高昂且難以擴展，而集中式處理難以應對復雜的連接和整體可擴展性問題。

Solectrix 有限責任公司決定構建一款兼顧兩者的系統。它既不是智能攝像頭，也不是龐大的處理 ECU。它是一套智能子系統，可通過 LVDS 鏈路連接至多四個攝像頭，為工業車輛提供強大的處理能力和靈活性。目標應用包括叉車和其它建筑設備，以及用于采礦與農業的重型工業機械。

項目挑戰

Solectrix 董事總經理 Stefan Schuetz 表示：“我們在尋找一款既快速又靈活的優質系統架構。最終，它必須能夠提供所需的性能，同時還要比四個智能攝像頭和一個以太網交換機更便宜。”

Solectrix 選擇了 AMD Kria SOM。

解決方案

Solectrix 智能可擴展視覺處理單元（ SXVPU ）是一款堅固耐用的工業視覺處理系統，可通過以太網連接至多四個 GMSL2 攝像頭。此外，它還可以擴展至無線連接。該設備提供了一款獨特的半集中式解決方案，并針對嚴苛環境進行了優化。

Kria SOM 為 SXVPU 配備了支持四個并行視頻流的高級處理和編碼功能，可在各種用中實現實時響應。通過有線或無線連接，SXVPU 可實現高效的遠程控制與監控，從而在復雜的高風險環境中提高安全性和運行精度。

Schuetz 說道：“Kria 器件完全契合我們的解決方案。該器件最大程度降低了時延，而且能夠管理四個高分辨率攝像頭輸入，為我們提供充分的靈活性。”

Schuetz 表示，AMD Kria SOM 使 Solectrix 能夠專注于產品功能的差異化，通過最大限度減少基礎層面的設置時間，縮短產品上市進程。這種簡化的方法使公司能夠設計出工業級堅固耐用的產品，同時保持了從概念到量產以及未來設計修訂的直接路徑。

Schuetz 表示：“AMD 提供的全面工具和工作流程，令我們的客戶可以輕松完成軟件開發并高效調整 SXVPU，以滿足其獨特需求。這一點尤為重要，使我們能以最少的投入快速生成基于該平臺的客戶定制版本。通過抽象基礎軟件和硬件組件，我們可以完全專注于面向客戶的功能。”

AMD Kria SOM 提供了強大的處理能力，同時可與其它硬件加速器無縫協作，執行復雜的圖像處理任務。這種集中式架構可實時處理至多四個攝像頭的數據，通過支持使用傳統機器視覺攝像頭，降低了系統復雜性和成本。以太網連接則擴展了這一功能，可實現多個區域的無縫集成。該平臺支持超過 10 年的長期供貨，這對于依賴長期規劃及可靠性的工業應用至關重要。

SXVPU 配備了 AI 加速架構。Schuetz 表示：“利用 SXVPU 中的 AI 加速器，該系統實現了超過 10 TOPS 的每瓦性能，能夠為安全關鍵型應用提供高效且響應迅速的分析。”通過將預壓縮圖像處理置于靠近攝像頭的微置，SXVPU 可為神經網絡分析提供最佳圖像質量，避免了壓縮數據產生的動作模糊或色彩失真等問題。該架構還能降低安全關鍵型應用的時延，例如極端環境中的遠程機器控制。

Schuetz 補充道：“近期針對同類系統進行的基準測試展現了卓越的時延和靈活應變能力，凸顯了 SXVPU 的優勢。尤其是經過時延優化的流式傳輸路徑，其數據處理時間不足 10 毫秒，這對于安全關鍵型應用而言是一項顯著的技術優勢。”

SXVPU 專為承受惡劣條件而構建，具有 IP65/IP67 防護等級，可在極端溫度范圍內可靠運行。其靈活的硬件和軟件設計使其能夠輕松集成雷達、激光雷達和 ToF 傳感器等傳感器融合技術，從而提升檢測精度和可靠性。盡管這些擴展為工業應用提供了更高的安全性和功能性，但它們并非內置，可以根據需要無縫添加。

SXVPU 能夠實現全天候安全運行，并可通過客戶定制的軟件擴展進行定制，以滿足網絡安全和功能安全需求。這種靈活性確保了 SXVPU 能夠滿足工業應用中的各種安全需求，無需預設標準，從而根據需要提供定制解決方案。

設計成效

Schuetz 表示：“自從在其 SXVPU 盒子中部署 Kria SOM 以來，Solectrix 已經能夠提供高分辨率圖像處理和 AI 分析，進而直接提升自主和半自主移動式工業機器的安全性。”

“此外，通過利用配備 GMSL2 和半集中式設計的傳統攝像頭，SXVPU 降低了系統復雜性和成本，提高了整體系統的透明度和靈活性，”他補充道。

Schuetz 表示：“借助 AMD Kria SOM，Solectrix SXVPU 提供了突破性的嵌入式視覺解決方案，可滿足移動式工業機器領域的嚴苛要求。”