Colaboración entre Penn Electric Racing y GeT Cameras

Su objetivo es adquirir experiencia y competir en el futuro también en la competición autónoma. Para lograr estas metas, Penn Electric Racing se puso en contacto con VA Imaging, anteriormente conocida como GeT Cameras. Buscaban cámaras industriales compactas en línea y encontraron nuestra cámara de obturador global MER2-160-227U3C con el sensor de imágenes SONY IMX273.

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Penn Electric Racing se puso en contacto con VA Imaging debido a la claridad del sitio web y los precios competitivos. “VA Imaging tenía los precios de las cámaras mostrados en el sitio web, lo cual era útil para orientarse. Gracias a la transparencia, decidimos que valía la pena ponernos en contacto.”

Los componentes de visión

Tras estar en contacto con Penn Electric Racing, llegamos a la conclusión de que para su sistema de visión necesitaban los siguientes componentes:

• MER2-160-227U3C 4 uds.: Una cámara USB3 de 1,6 MP con obturador global y C-mount capaz de alcanzar 227 fotogramas por segundo a resolución completa.
• LM12-5MP-02MM-F2.0-3-MD1 2 uds.: Dos objetivos M12 gran angular. Con estos objetivos el equipo puede recopilar imágenes y detectar conos de tráfico en un ángulo amplio con una tasa de distorsión media. Su campo de visión horizontal es de 116° en un sensor de 2/3 de pulgada.
• LM12-5MP-06MM-F2.8-1.8-ND1 2 uds.: Dos objetivos M12 con un campo de visión más estrecho para detectar conos a mayores distancias. El objetivo de baja distorsión proporciona una excelente percepción de profundidad.
• LADAP-C-TO-M12-V2 4 uds.: Un adaptador de montura C a M12 creado y patentado por VA Imaging. Este adaptador está especialmente diseñado para poder fijar el objetivo M12 en el soporte del objetivo después de enfocar el objetivo; el anillo de luz de enfoque también se puede fijar.
• CABLE-D-USB3-5M 4 uds.: Cuatro cables para conectar las cámaras USB3 al ordenador a bordo del coche de carreras.

Las pruebas

Como el coche aún no está terminado, Penn Electric Racing solo pudo probar las cámaras en interiores. Sin embargo, su primera impresión sobre la calidad de las imágenes y el rendimiento a alta velocidad fue incluso mejor de lo esperado. Esto se debe principalmente al sensor de imágenes más grande de lo que estaban acostumbrados.

El equipo utilizó nuestra ‘Guía de inicio rápido’ para descargar el SDK y configurar los parámetros de las cámaras. “Gracias a la Guía de inicio rápido pudimos recopilar fácilmente las primeras imágenes. La mejor parte fueron los programas de muestra en Python y C++. De esta manera pudimos hacernos una idea de lo que las cámaras eran capaces de hacer.”

El coche

El coche de carreras totalmente eléctrico está diseñado para ofrecer un alto rendimiento en una pista estrecha repleta de curvas cerradas. Centrado en el manejo y la aceleración, el coche acelera de 0 a 100 km/h en 3 segundos y puede alcanzar su velocidad máxima a 100 km/h. 

Autónomo

Construir un coche autónomo no es una tarea sencilla. El departamento de software de Penn Electric Racing debe trabajar en percepción, localización y control. 

• Percepción. Para conducir de forma autónoma, el coche debe ser capaz de reconocer la pista. Al utilizar dos cámaras de visión por máquina es posible crear una nube de puntos gracias a las técnicas de visión estéreo. El equipo utiliza dos objetivos de ángulo estrecho para detectar conos en la parte frontal de la pista y dos objetivos de ángulo amplio para detectar conos en las curvas.

• Localización. Tras procesar las imágenes, el coche necesita saber dónde se encuentra en la pista. Utilizando algoritmos de trayectoria de carrera, el coche puede calcular cómo recorrer la pista lo más rápido posible.
• Control. Una vez que las imágenes han sido procesadas y el coche ha determinado hacia dónde ir, es necesario asegurarse de que la salida del software sea capaz de controlar los sistemas mecánicos ‘Drive-by-wire’. Estos sistemas Drive-by-wire supervisan el frenado, la aceleración y la dirección del coche.

La competición

Penn Electric Racing inscribe su vehículo eléctrico en la competición de Fórmula SAE y, por lo tanto, competirá con otros coches construidos por estudiantes el 17 de mayo en Brooklyn, Michigan. El coche será evaluado en un evento estático basado en cómo está construido, una presentación de negocio y un cálculo de costes. En segundo lugar, el coche debe rendir en los eventos dinámicos donde será evaluado por sus logros en la pista.  

Primero está la prueba de aceleración. El coche recorre una pista de 75 metros, comenzando a 0 km/h, en el menor tiempo posible. La segunda prueba, el evento de autocross, es un circuito corto donde se cronometra el coche. En tercer lugar, el evento Skid pad es un circuito en forma de 8 donde se prueba cuánto agarre tiene el coche al tomar curvas a altas velocidades. La más importante es la prueba de resistencia. El coche de carreras debe completar 20 vueltas para comprobar si es lo suficientemente fiable como para soportar estas velocidades extremas, fuerzas y factores ambientales.

Boletín de calificaciones

Soporte: 
Penn Electric Racing recibió un soporte cercano de VA Imaging y está agradecido por el útil soporte. El soporte en la selección del objetivo es especialmente apreciado. Los objetivos sugeridos ayudaron a Penn Electric Racing a obtener el campo de visión exacto que necesitaban. 

Durabilidad:
El equipo solo ha utilizado los productos de visión por máquina en interiores hasta ahora, pero incluso en interiores están notando la robustez y calidad industrial. El marco metálico tiene una sensación robusta y el cable con cierre de rosca garantiza una conexión USB3 estable que no se interrumpe si se tira del cable accidentalmente.

Calidad de imagen: 
Antes de utilizar cámaras industriales, el equipo usaba cámaras de teléfono. Como el sensor es mucho más grande y sensible a la luz, la calidad de la imagen es mejor. En segundo lugar, los ajustes específicos como la configuración de la velocidad del obturador y el tiempo de exposición permiten obtener una imagen de alta calidad.

Flexibilidad: 
Penn Electric Racing otorgó 5 de 5 estrellas en flexibilidad porque la cámara funciona en múltiples sistemas operativos. Gracias a la conformidad USB3, puede utilizarse con muchos programas de visión estandarizados. “Como la cámara tiene controladores y APIs con muchos lenguajes de programación, se puede trabajar de cualquier manera necesaria con los productos de VA Imaging.”

Proceso de implementación:  
Los ingenieros estudiantes están satisfechos con la facilidad que experimentaron al implementar su sistema de visión con cámaras, objetivos y cables. El manual QuickStart y las muestras de software que vienen con el SDK son útiles.

Aunque en general están satisfechos con la implementación, también se encontraron con algunos problemas. La carcasa de la cámara es tan compacta que resulta difícil montarla en el coche. En segundo lugar, los ejemplos de programación son básicos y se preferirían programas más complejos para entornos de baja latencia.

Precios: 
Gracias a la tienda online transparente de VA Imaging, el equipo pudo ver los precios muy competitivos de los productos. También es positivo que se puedan ver los tiempos de entrega, y si los modifica, los precios cambian en consecuencia.

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