Введение
Умные замки заменяют традиционные ключи с помощью распознавания лиц, PIN-кодов или мобильных приложений. Чтобы включить функцию разблокировки лица или видеодомофона, многие интеллектуальные замки включают в себя функцию разблокировки по лицу или видеодомофона.модуль камеры. Но в отличие от камеры видеонаблюдения, подключаемой к стене, умный замок работает от батареек и занимает очень мало места. Выбормодуль камерынапрямую влияет на время автономной работы, скорость отклика и качество изображения. В этой статье объясняется, какие модули камер используются вумные замкии почему.
Почему для умных замков нужна специализированная камера
Умному замку может потребоваться:
Сфотографируйте лицо для распознавания на расстоянии 30–100 см.
Запишите короткое видео, когда кто-то звонит в дверь.
Сделайте снимок при обнаружении взлома.
Эти задачи должны выполняться за секунду с использованием очень небольшого количества энергии. Типичный умный замок работает от батареек типа АА от шести до двенадцати месяцев. Любая добавленная камера не должна разряжать батарею в течение нескольких недель.
Основные требования к модулю камеры Smart Lock
| Требование | Почему это важно |
|---|---|
| Низкое энергопотребление | Батареи должны работать месяцы, а не дни |
| Небольшая занимаемая площадь | Устанавливается внутри корпуса замка |
| Глобальный затвор | Снимает движущиеся лица без размытия. |
| Быстрое пробуждение | Замок реагирует мгновенно |
| Хорошая производительность при слабом освещении | Работает ночью или в темных коридорах |
Модуль камеры CMOS – стандартный выбор
Большинство интеллектуальных замков используютмодуль камеры cmos. CMOS-сенсоры обеспечивают наилучший баланс качества изображения, энергопотребления и стоимости. Адатчик модуля камерыс технологией задней подсветки (BSI) улучшает чувствительность при слабом освещении, что важно для дверных проемов в ночное время. Разрешение обычно варьируется от VGA (640×480) до 1080p. Амодуль камеры cmosс разрешением 1–2 мегапикселя обеспечивает достаточную детализацию для распознавания лиц без создания огромной нагрузки на данные.
Модуль камеры с глобальным затвором — захват движения
Когда пользователь стоит перед умным замком, его голова часто слегка двигается. Датчик с подвижным затвором будет создавать искаженные изображения, что снижает точность распознавания. АМодуль камеры с глобальным затворомобнажает каждый пиксель одновременно, замораживая движение. Это критически важно для надежной аутентификации по лицу. Датчики глобального затвора потребляют немного больше энергии, но их преимущество в точности делает их предпочтительным выбором для высококлассных систем.умные замки.
Низкое энергопотребление – самая большая проблема
Низкое энергопотреблениедиктует почти каждый выбор дизайна. Камера должна:
Оставайтесь в глубоком сне (микроамперы), пока человек не будет обнаружен (с помощью PIR-датчика или прикосновения).
Проснитесь, сделайте снимок или короткое видео и снова засните – и все это за 1–2 секунды.
Используйте очень низкую активную мощность (от десятков до сотен милливатт).
Производители достигают этого, выбираямодуль камеры cmosдатчики со встроенными режимами ожидания и интеграцией камеры с маломощным микроконтроллером. Некоторые модули буферизуют несколько кадров, а затем полностью отключаются.
Модуль камеры MIPI/USB – варианты интерфейса
Большинство умных замков представляют собой встроенные системы, а не ПК. Итак,модуль камеры mipi/USBОбычно используется интерфейс MIPI CSI‑2, который подключается непосредственно к основному процессору замка (ускоритель ARM Cortex‑M или AI). MIPI потребляет меньше энергии и имеет меньшую задержку, чем USB. USB иногда используется для отладки или для замков, имеющих отдельную камеру для потоковой передачи видеодомофона (когда замок подключен к электросети). Для работы от батареи настоятельно рекомендуется использовать MIPI.
Модуль камеры 4K Raspberry Pi — для прототипирования
Вы можете увидетьМодуль камеры 4k на Raspberry Piв проектах умных замков своими руками или на ранних стадиях исследований и разработок. Raspberry Pi с камерой 4K позволяет разработчикам быстро тестировать алгоритмы распознавания лиц. Однако разрешение 4K потребляет слишком много энергии и передает слишком много данных для замка с батарейным питанием. Производственные интеллектуальные замки используют более низкие разрешения (от VGA до 1080p).Модуль камеры 4k на Raspberry Piполезен для экспериментов, но не для конечного продукта.
Датчик модуля камеры – выбор правильного
датчик модуля камерывнутри умного замка обычно находится CMOS-датчик небольшого формата (от 1/9 дюйма до 1/4 дюйма). Ключевые параметры:
Размер пикселя– Пиксели большего размера (больше или равные 2,0 мкм) улучшают чувствительность при слабом освещении.
Динамический диапазон– Требуется для сцен с ярким внешним светом и темным интерьером.
Частота кадров– Для захвата лица достаточно 15–30 кадров в секунду.
Авто функции– Автоматическая экспозиция и баланс белого упрощают интеграцию.
Пример реализации
Типичный интеллектуальный замок с распознаванием лиц содержит:
A Модуль камеры с глобальным затвором(1 МП, монохромный для ИК-подсветки).
Массив ИК-светодиодов для работы в ночное время (невидимый глазу).
Микроконтроллер с низким энергопотреблением, который выводит камеру из спящего режима, когда кто-то приближается.
Камера захватывает один или два кадра, отправляет их в крошечный ускоритель искусственного интеллекта (например, Google Coral), а затем отключается. Весь процесс занимает менее 500 мс.
Модули камеры Sure для умных замков
В искренних, мы проектируеммодуль камерырешения специально дляумные замки:
Модуль камеры Cmos– Сверхнизкий ток в режиме ожидания (<10 µA).
Модуль камеры с глобальным затвором– Захват лица без размытия.
Модуль камеры Mipi/USB– MIPI для встроенных устройств, USB для прототипирования.
Модуль камеры 4k на Raspberry Pi– Для разработки алгоритмов.
Датчик модуля камеры– Индивидуальный выбор (Sony, OmniVision) с небольшими размерами.
Краткое содержание
Умные замкиполагаться на тщательно выбранныймодуль камерытехнология. Идеальный модуль балансируетнизкое энергопотребление, небольшой размер и надежный захват лица.Модуль камеры Cmosдатчики сМодуль камеры с глобальным затворомпредпочтительнее, чтобы избежать размытия при движении. Интерфейс обычномодуль камеры mipi/USBс победой MIPI в области энергоэффективности. В то время какМодуль камеры 4k на Raspberry Piотлично подходит для прототипирования, производственные замки используют более низкое разрешение. Понимая эти потребности, вы сможете выбрать правильныйдатчик модуля камерыдля надежного и долговечного интеллектуального замка.
Свяжитесь с искренним, чтобы обсудить вашиумные замкипроект модуля камеры.
