Penn Electric Racing - GeT Cameras-samenwerking

Hun ambitie is om ervaring op te doen en in de toekomst ook deel te nemen aan de autonome competitie. Om deze ambities te verwezenlijken, heeft Penn Electric Racing contact opgenomen met VA Imaging, voorheen bekend als GeT Cameras. Ze waren op zoek naar compacte industriële camera's online en kwamen onze global shutter MER2-160-227U3C met de SONY IMX273 beeldsensor tegen.

Sponsoring

Penn Electric Racing nam contact op met VA Imaging vanwege de duidelijke website en concurrerende prijzen. "VA Imaging had de camera prijzen op de website weergegeven, wat prettig was voor de oriëntatie. Vanwege de transparantie besloten we dat het de moeite waard was om contact op te nemen."

De vision componenten

Na contact te hebben gehad met Penn Electric Racing, concludeerden we dat ze voor hun vision systeem de volgende componenten nodig hadden:

• MER2-160-227U3C 4 stuks.: Een 1,6 MP global shutter USB3 camera met een C-mount die in staat is om 227 beelden per seconde te bereiken bij volledige resolutie.
• LM12-5MP-02MM-F2.0-3-MD1 2 stuks: Twee groothoek M12 lenzen. Met deze lenzen kan het team beelden verzamelen en verkeerskegels detecteren in een groothoek met een gemiddelde vervormingsgraad. Hun horizontale gezichtsveld is 116° op een 2/3-inch sensor.
• LM12-5MP-06MM-F2.8-1.8-ND1 2 stuks: Twee M12-lenzen met een smaller gezichtsveld om kegels op langere afstanden te detecteren. De lage vervorming lens resulteert in een geweldige dieptewaarneming.
• LADAP-C-TO-M12-V2 4 stuks.: Een C naar M12 montagadapter gemaakt en gepatenteerd door VA Imaging. Deze adapter is speciaal ontworpen om de M12 lens in de lenshouder te kunnen bevestigen na het scherpstellen van de lens, de scherpstel ring kan ook worden vastgezet.
• CABLE-D-USB3-5M 4 stuks: Vier kabels om de USB3-camera's aan de boordcomputer van de raceauto te verbinden.

Het testen

Omdat de auto nog niet klaar is, kon Penn Electric Racing de camera’s alleen binnenshuis testen. Hun eerste indruk van de beeldkwaliteit en de snelle prestaties was echter zelfs beter dan verwacht. Dit komt vooral door de grotere beeldsensor dan ze gewend waren.

Het team gebruikte onze ‘QuickStart Guide’ om de SDK te downloaden en de camera-instellingen aan te passen. “Dankzij de QuickStart Guide konden we gemakkelijk de eerste foto's verzamelen. Het beste was de Python en C++ sample programma's. Op deze manier kregen we gemakkelijk een indruk van wat de camera's konden.”

De auto

De volledig elektrische raceauto is ontworpen om hoge prestaties te leveren op een smal circuit vol krappe bochten. Gericht op rijgedrag en acceleratie accelereert de auto in 3 seconden van 0 naar 100 km/u en kan zijn maximale snelheid bereiken bij 100 km/u. 

Autonoom

Het bouwen van een autonome auto is geen gemakkelijke opdracht. De softwareafdeling van Penn Electric Racing moet werken aan perceptie, lokalisatie en controle. 

• Perceptie. Om autonoom te rijden, moet de auto in staat zijn om het spoor te herkennen. Bij het gebruik van twee machine vision camera's is het mogelijk om een puntwolk te creëren dankzij stereo vision technieken. Het team gebruikt twee smalle hoeklenzen om kegels aan de voorkant van het spoor te detecteren en twee groothoeklenzen om kegels in bochten te detecteren.

• Lokalisatie. Na het verwerken van de beelden moet de auto weten waar hij zich op de baan bevindt. Door gebruik te maken van racebaanalgoritmen kan de auto berekenen hoe hij dit circuit zo snel mogelijk kan besturen.
• Controle. Zodra de imaging is verwerkt en de auto heeft uitgevonden waarheen te gaan, moeten ze ervoor zorgen dat de software-uitvoer in staat is om de mechanische 'Drive-by-wire-systemen' te controleren. Deze Drive-by-wire-systemen houden toezicht op het remmen, versnellen en sturen van de auto.

De competitie

Penn Electric Racing schrijft hun elektrische voertuig in voor de Formula SAE-racecompetitie en zal daarbij op 17 mei in Brooklyn, Michigan concurreren met andere door studenten gebouwde auto's. De auto wordt beoordeeld in een statisch evenement op basis van de constructie van de auto, een zakelijke pitch en een kostenberekening. Ten tweede moet de auto presteren in de dynamische evenementen, waar hij wordt beoordeeld op zijn prestaties op het circuit.  

Eerst is er de acceleratietest. De auto rijdt in zo kort mogelijke tijd een strook van 75 meter, beginnend bij 0 km/u. Het tweede parcours, het autocrossevenement, is een korte baan waarop de auto wordt getimed. Ten derde is het Skidpad-evenement een circuit met cijfer 8, waar ze testen hoeveel grip de auto heeft bij het nemen van bochten bij hogere snelheden. De belangrijkste is de duurproef. De raceauto moet twintig ronden rijden om te zien of de auto betrouwbaar genoeg is om deze extreme snelheden, krachten en omgevingsfactoren te kunnen weerstaan.

Rapportcijfer

Steun: 
Penn Electric Racing ontving nauwe support van VA Imaging en is dankbaar voor de behulpzame support. De support rond de lens selectie wordt bijzonder gewaardeerd. De voorgestelde lenzen hielpen Penn Electric Racing met het exacte gezichtsveld dat ze nodig hadden. 

Duurzaamheid:
Het team heeft tot nu toe de machine vision producten alleen binnenshuis gebruikt, maar zelfs binnenshuis merken ze de stevigheid en industriële kwaliteit op. Het metalen frame voelt robuust aan, en de schroefsluiting van de kabel zorgt voor een stabiele USB3-verbinding die niet onderbroken wordt als je per ongeluk aan de kabel trekt.

Beeldkwaliteit: 
"Voordat ze industriële camera's gebruikten, gebruikte het team telefooncamera's. Aangezien de sensor veel groter en lichtgevoelig is, is de beeldkwaliteit beter. Ten tweede zorgen de specifieke instellingen zoals het instellen van de shutter en belichtingstijd voor een afbeelding van hoge kwaliteit."

Flexibiliteit: 
Penn Electric Racing kreeg 5 van de 5 sterren voor flexibiliteit omdat de camera op meerdere besturingssystemen draait. Dankzij de USB3-conformiteit kan deze worden gebruikt met veel gestandaardiseerde vision programma's. “Aangezien de camera stuurprogramma's en API's heeft met veel programmeertalen, kun je alle benodigde richtingen opgaan met de VA Imaging producten.”

Implementatieproces:  
De student-ingenieurs zijn tevreden over de eenvoud die ze hebben ervaren bij het implementeren van hun vision systeem met camera's, lenzen en kabels. De QuickStart-handleiding en softwaremonsters die bij de SDK worden geleverd, zijn nuttig.

Hoewel ze over het algemeen tevreden zijn met de implementatie, ondervonden ze ook wat problemen. De camera behuizing is zo compact dat het moeilijk is om deze aan de auto te bevestigen. Ten tweede zijn de programmeervoorbeelden basis en zouden enkele meer complexe programma's voor omgevingen met lage latentie de voorkeur hebben.

Prijzen: 
Dankzij de transparante online winkel van VA Imaging kon het team de zeer concurrerende prijzen van de producten zien. Het is ook fijn dat je de levertijden kunt zien, en als je deze wijzigt, veranderen de prijzen dienovereenkomstig.

Volg ons

Heb je genoten van het leren over Penn Electric Racing? Zorg ervoor dat je ze volgt op LinkedIn. Later dit jaar zullen we ook een tweede artikel uitbrengen dat zich richt op de technische kant van het implementeren van een low latency vision systeem met Robot Operating System (ROS). Volg ons op LinkedIn om op de hoogte te blijven wanneer dat artikel verschijnt.

Heeft u vragen over deze sponsoring, machine vision camera's of industriële vision? Neem contact met ons op. We streven ernaar om alle vragen binnen 24 uur te beantwoorden.