RU2818487C1 - Local video analytics device - Google Patents
Local video analytics device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818487C1 RU2818487C1 RU2023125143A RU2023125143A RU2818487C1 RU 2818487 C1 RU2818487 C1 RU 2818487C1 RU 2023125143 A RU2023125143 A RU 2023125143A RU 2023125143 A RU2023125143 A RU 2023125143A RU 2818487 C1 RU2818487 C1 RU 2818487C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- connectors
- motherboard
- power
- temperature sensor
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области систем интеллектуального видеонаблюдения и может быть использовано для видеонаблюдения за оборудованием и сотрудниками производственных помещений с целью предотвращения возникновения нештатных ситуаций, связанных с нарушением требований промышленной безопасности.The proposed invention relates to the field of intelligent video surveillance systems and can be used for video surveillance of equipment and employees of production premises in order to prevent the occurrence of emergency situations associated with violation of industrial safety requirements.
Известно локальное устройство видеоаналитики (US 2011/0050947 A1, заявитель VIDEOIQ INC, опуб.2011-03-03 - Л.1), включающее схемотехническое решение, программное решение и конструкторское решение, позволяющее выполнять задачи по распознаванию входящего от внешних камер видеоизображения в индустриальных условиях применения со встроенным алгоритмом выдачи карточек событий в вышестоящую систему управления.A local video analytics device is known (US 2011/0050947 A1, applicant VIDEOIQ INC, pub. 2011-03-03 - L.1), including a circuit design solution, a software solution and a design solution that allows you to perform tasks of recognizing video images incoming from external cameras in industrial conditions of use with a built-in algorithm for issuing event cards to a higher-level control system.
Недостатком известного устройства являются его высокие требования к энергопотреблению, а также высокая сложность разъемных соединений с материнской платой.The disadvantage of the known device is its high power consumption requirements, as well as the high complexity of detachable connections to the motherboard.
Прототипом предлагаемого изобретения является платформа NVIDIA Jetson, ведущая платформа для автономного транспорта и роботов, а также других встраиваемых приложений (https://www.nvidia.com/ru-ru/autonomous-machines/embedded-systems/). Она включает в себя компактные высокопроизводительные модули Jetson, SDK NVIDIA JetPack™ для ускорения программного обеспечения и экосистему партнеров, предлагающих датчики, SDK, сервисы и продукты для ускорения разработки. Jetson совместима с тем же программным обеспечением на базе искусственного интеллекта и облачными технологиями, которые используются на других платформах NVIDIA. Она обеспечивает производительность и энергоэффективность для построения программно-определяемой инфраструктуры автономных машин.The prototype of the proposed invention is the NVIDIA Jetson platform, a leading platform for autonomous vehicles and robots, as well as other embedded applications (https://www.nvidia.com/ru-ru/autonomous-machines/embedded-systems/). It includes compact, high-performance Jetson modules, the NVIDIA JetPack™ SDK for software acceleration, and an ecosystem of partners offering sensors, SDKs, services and products to accelerate development. Jetson is compatible with the same AI software and cloud technologies found on other NVIDIA platforms. It provides performance and energy efficiency for building software-defined infrastructure for autonomous machines.
Принципиальное отличие локального устройства видеоаналитики ЕТРЦ.466459.001 от прототипа заключается в ориентации конструктивного, схемотехнического и программного решения на видеоаналитику с возможностью накопления, структурирования данных и создания карточек событий на основании обработанной информации с целью предотвращения негативных факторов. The fundamental difference between the local video analytics device ETRTs.466459.001 and the prototype is the orientation of the design, circuitry and software solution towards video analytics with the ability to accumulate, structure data and create event cards based on the processed information in order to prevent negative factors.
Кроме того, отличие от NVIDIA Jetson заключается в:In addition, the difference from NVIDIA Jetson is:
1. Использование в локальном устройстве видеоаналитики ЕТРЦ.466459.001 в качестве загрузчика открытых Linux-ориентированных решений (отказ от проприетарных решений в области программного обеспечения); 1. Use of video analytics ETRTs.466459.001 in a local device as a loader for open Linux-based solutions (rejection of proprietary software solutions);
2. Локальное устройство видеоаналитики ЕТРЦ.466459.001 представляет из себя законченное техническое решение, обеспечивающее в том числе конструктивную защиту от внешних воздействующих факторов за счет использования защитных заглушек разъемов и алюминиевой крышки с силиконовым уплотнителем, и исключающее перегрев электроники.2. Local video analytics device ETRTs.466459.001 is a complete technical solution, which provides, among other things, structural protection from external influences through the use of protective plugs for connectors and an aluminum cover with a silicone seal, and eliminates overheating of the electronics.
Задачами предлагаемого изобретения являются повышение безопасности производственного процесса, снижение рисков простоев, повышение скорости реакции на внештатные ситуации.The objectives of the proposed invention are to increase the safety of the production process, reduce the risk of downtime, and increase the speed of response to emergency situations.
Технический результат – создание возможности распознавания нештатных событий, а также интеграция с системами оповещения более высокого иерархического уровня. The technical result is the creation of the ability to recognize abnormal events, as well as integration with warning systems of a higher hierarchical level.
Указанный технический результат достигается локальным устройством видеоаналитики, включающим корпус с разъемами и крышкой с силиконовым уплотнением, а также материнскую плату, на которую установлены система-на-модуле с нейронным процессором, модуль датчика температуры, устройство запуска системы, разъемы для подключения кулера, вводного питания, подключения к сети Ethernet, порты USB, слот для подключения SD-карты, разъем microUSB, преобразователи питания, микросхемы защиты, супервизоры, стабилизаторы питания, интерфейсы отладки и разъемы для подключения периферии, при этом крышка с силиконовым уплотнением одновременно служит радиатором пассивного охлаждения, система-на-модуле включает программное обеспечение, позволяющее осуществлять декодирование и аналитику входящего видеопотока, материнская плата выполнена с возможностью самодиагностики, считывая данные с датчика температуры, слот для подключения SD-карты включает программное обеспечение, обеспечивающее автоматическую реализацию алгоритмов сбора и обработки данных с видеокамеры, при этом на вход система-на-модуле оснащена линией вольт постоянного тока.The specified technical result is achieved by a local video analytics device, including a housing with connectors and a cover with a silicone seal, as well as a motherboard on which a system-on-module with a neural processor, a temperature sensor module, a system launcher, connectors for connecting a cooler, and input power are installed. , Ethernet network connections, USB ports, SD card slot, microUSB connector, power converters, protection chips, supervisors, power stabilizers, debugging interfaces and connectors for connecting peripherals, while the cover with a silicone seal simultaneously serves as a passive cooling radiator, the system-on-module includes software that allows decoding and analysis of the incoming video stream, the motherboard is designed with the ability to self-diagnostics, reading data from the temperature sensor, the slot for connecting an SD card includes software that ensures the automatic implementation of algorithms for collecting and processing data from the video camera , while the system-on-module input is equipped with a DC volt line.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана общая схема устройства, на фиг. 2 – общий вид локального устройства видеоаналитики ЕТРЦ.466459.001, на фиг. 3 – защитная заглушка, на фиг. 4 – алюминиевая крышка с силиконовым уплотнением, на фиг. 5 – DIN-рейка, на фиг. 6 – печатная материнская плата, на фиг. 7 – структурная схема платы системы-на-модуле, на фиг. 8 – структурная схема материнской платы.The invention is illustrated by drawings, where in FIGS. 1 shows a general diagram of the device; Fig. 2 – general view of the local video analytics device ETRTs.466459.001, in Fig. 3 – protective plug, in Fig. 4 – aluminum cover with silicone seal, in fig. 5 – DIN rail, in fig. 6 – printed motherboard, in Fig. 7 – block diagram of the system-on-module board, Fig. 8 – block diagram of the motherboard.
Локальное устройство видеоаналитики ЕТРЦ.466459.001 представляет собой аппаратно-программный комплекс для обработки видеоинформации с камер видеонаблюдения и предназначено для работы в составе ПАК «Видеоаналитики», который обеспечивает автоматизацию получения и обработки данных с видеокамеры для определения и распознавания различных объектов и событий, а также организации передачи информации о распознанных объектах и событиях на сервер бизнес-логики.The local video analytics device ETRTs.466459.001 is a hardware and software complex for processing video information from CCTV cameras and is intended to work as part of the Video Analytics software package, which provides automation of receiving and processing data from a video camera for identifying and recognizing various objects and events, as well as organizing transferring information about recognized objects and events to the business logic server.
Локальное устройство видеоаналитики ЕТРЦ.466459.001 состоит из корпуса 1 с установленными разъемами 2, 3, 4 с защитными заглушками 5 и алюминиевой крышкой с силиконовым уплотнением 6, которая одновременно служит радиатором пассивного охлаждения. Разъем 2 – RJ45 – 1 шт, разъем 3 – OL1312S2 – 1 шт, разъем 4 YU-USB3-JSX-01-001 – 2 шт. Для монтажа корпуса 1 предусмотрены два DIN-держателя, которые крепятся к нижней части корпуса 1 винтами и фиксируются на DIN-рейке 7.The local video analytics device ETRTs.466459.001 consists of a housing 1 with installed connectors 2, 3, 4 with protective plugs 5 and an aluminum cover with a silicone seal 6, which simultaneously serves as a passive cooling radiator. Connector 2 – RJ45 – 1 pc, connector 3 – OL1312S2 – 1 pc, connector 4 YU-USB3-JSX-01-001 – 2 pcs. To mount housing 1, two DIN holders are provided, which are attached to the bottom of housing 1 with screws and fixed on DIN rail 7.
Печатная материнская плата 8 размещена в корпусе 1. Материнская плата 8 предназначена для расположения набора компонентов и модулей, необходимых для обеспечения общей производительности локального устройства видеоаналитики ЕТРЦ.466459.001, а также для осуществления связи между всеми подключенными к ней элементами и координации их работы.Printed motherboard 8 is located in housing 1. Motherboard 8 is designed to house a set of components and modules necessary to ensure the overall performance of the local video analytics device ETRTs.466459.001, as well as to communicate between all elements connected to it and coordinate their work.
На печатную материнскую плату 8 установлены модуль датчика температуры 9 (рабочий диапазон от -55 до +125 °C), устройство запуска системы 10, разъем для подключения кулера 11, разъем для подключения вводного питания 12, разъем для подключения к сети Ethernet 13 с функцией пассивного PoE, два порта USB 3.0 14 – один сдвоенный разъем, слот для подключения SD-карты 15, разъем microUSB 16.The printed circuit board 8 is equipped with a temperature sensor module 9 (operating range from -55 to +125 °C), a system launcher 10, a connector for connecting a cooler 11, a connector for connecting input power 12, a connector for connecting to an Ethernet network 13 with a function passive PoE, two USB 3.0 ports 14 – one dual connector, SD card slot 15, microUSB connector 16.
Также на печатной материнской плате 8 установлена система-на-модуле 17 (SoM-модуль). SoM-модуль 17 является основным вычислительным узлом всего локального устройства видеоаналитики ЕТРЦ.466459.001, обеспечивает обработку всех данных с периферии и выдает соответствующие задачи подключенным исполнительным устройствам.Also installed on the printed circuit board 8 is a system-on-module 17 (SoM). SoM module 17 is the main computing node of the entire local video analytics device ETRC.466459.001, provides processing of all data from the periphery and issues the corresponding tasks to the connected executive devices.
Основу SoM-модуля 17, установленного на материнской плате 8, составляет нейронный процессор 18 i.MX8M+ от фирмы «Solidrun», обеспечивающий следующие основные характеристики для программного обеспечения:The basis of the SoM module 17 installed on the motherboard 8 is the neural processor 18 i.MX8M+ from Solidrun, which provides the following main characteristics for the software:
• 4x Arm® Cortex-A53 — процессор с четырьмя ядрами и частотой до 1.8 ГГц;• 4x Arm® Cortex-A53 - processor with four cores and frequency up to 1.8 GHz;
• 1x Arm® Cortex-M7- одно ядро процессора для работы с векторами и математическими операциями с числами с плавающей точкой с частотой до 800 МГц;• 1x Arm® Cortex-M7 - one processor core for working with vectors and mathematical operations with floating point numbers with a frequency of up to 800 MHz;
• Cadence® Tensilica® HiFi4 DSP — процессор для обработки оцифрованных сигналов, в том числе голоса и естественного языка с частотой до 800 МГц;• Cadence® Tensilica® HiFi4 DSP - processor for processing digitized signals, including voice and natural language with a frequency of up to 800 MHz;
• Neural Processing Unit - Нейронный процессор 2.3 TOPS.• Neural Processing Unit - Neural processor 2.3 TOPS.
На вход SoM-модуль 17 требует только одну линию 5 вольт постоянного тока (ВПТ), что позволяет упростить систему питания для материнской платы 8. Материнская плата 8 также содержит в себе преобразователи питания 19, интерфейсы отладки 16 и разъемы для подключения периферии 20.The SoM module 17 requires only one 5 volt direct current (VDC) line at its input, which simplifies the power supply system for the motherboard 8. The motherboard 8 also contains power converters 19, debug interfaces 16, and connectors for connecting peripherals 20.
Питание локального устройства видеоаналитики ЕТРЦ.466459.001 осуществляется двумя способами: по каналу Ethernet с использованием технологии Passive PoE, либо по 12 ВПТ линии. При подключении с использованием технологии Passive PoE мощность составляет до 71.3 Вт, при подключении по 12 ВПТ линии – до 100 Вт (с учетом возможных дополнительных периферийных отладочных интерфейсов). Входное напряжение соответствует стандарту PoE и составляет 36-57 ВПТ. Максимальное энергопотребление без подключения периферии составляет до 45 Вт.The local video analytics device ETRTs.466459.001 is powered in two ways: via an Ethernet channel using Passive PoE technology, or via a 12 VAC line. When connected using Passive PoE technology, the power is up to 71.3 W, when connected via 12 VAC lines - up to 100 W (including possible additional peripheral debugging interfaces). The input voltage complies with the PoE standard and is 36-57 VAC. The maximum power consumption without connecting peripherals is up to 45 W.
После вводного питания 12 на материнской плате 8 находятся микросхемы защиты и супервизоры (ток/напряжение), а также стабилизаторы питания для всех потребителей: +5 В (основная шина питания), +3.3 ВПТ (основная шина питания логических микросхем), +12 ВПТ стабилизированные (для RS485). After the input power 12, on the motherboard 8 there are protection chips and supervisors (current/voltage), as well as power stabilizers for all consumers: +5 V (main power bus), +3.3 VAC (main power bus of logic chips), +12 VAC stabilized (for RS485).
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Локальное устройство видеоаналитики ЕТРЦ.466459.001 получает видеопоток с камер и задачи от бизнес-логики через разъем Ethernet 13. Автоматическая реализация алгоритмов сбора и обработки данных с видеокамеры происходит за счет программного обеспечения локального устройства видеоаналитики, которое размещено на SD-карте в слоте 15. За счет программного обеспечения локального устройства видеоаналитики, на SoM-модуле 17 платы 8 происходит декодирование и аналитика видеопотока. В ходе аналитики видеопотока могут быть задействованы нейронные сети, работа которых оптимизирована под нейронный процессор, расположенный на SoM-модуле 17. По результату работы с потоком формируются карточки событий в соответствии с подключенными модулями аналитики. Сформированное событие через разъем Ethernet 13 передается обратно на сервер бизнес-логик. Материнская плата 8 осуществляет самодиагностику, считывая данные с датчика температуры 9.The local video analytics device ETRTs.466459.001 receives video streams from cameras and tasks from business logic via Ethernet connector 13. Automatic implementation of algorithms for collecting and processing data from a video camera occurs through the software of the local video analytics device, which is located on an SD card in slot 15. For account of the software of the local video analytics device, the SoM module 17 of the board 8 decodes and analyzes the video stream. When analyzing a video stream, neural networks can be used, the operation of which is optimized for the neural processor located on SoM module 17. Based on the results of working with the stream, event cards are generated in accordance with the connected analytics modules. The generated event is transmitted back to the business logic server via Ethernet connector 13. Motherboard 8 performs self-diagnosis by reading data from temperature sensor 9.
Программное обеспечение, размещенное на SD-карте в слоте 15 для ЛУ видеоаналитики предназначено для обеспечения автоматической реализации алгоритмов сбора и обработки данных с видеокамеры и передачи обработанной информации на сервер бизнес-логики.The software located on the SD card in slot 15 for video analytics LU is designed to ensure automatic implementation of algorithms for collecting and processing data from a video camera and transferring the processed information to the business logic server.
Встроенное ПО изделия имеет следующий функционал: The product's firmware has the following functionality:
- Получение видеопотока от видеокамер;- Receiving video stream from video cameras;
- Декодирование видеопотока;- Video stream decoding;
- Формирование данных об инцидентах, обнаруженных на этапе первичного анализа;- Generating data on incidents detected at the stage of primary analysis;
- Интеграция программных детекторов – модулей аналитики;- Integration of software detectors - analytics modules;
- Обнаружение пересечение периметра: выставление зон на кадре, обнаружение нахождения и пересечения этих зон как любыми предметов, так и заданных (людей или автомобилей);- Perimeter intersection detection: setting zones on the frame, detecting the location and intersection of these zones by any objects or specified ones (people or cars);
- Работа следующих типичных алгоритмов видеоаналитики: обнаружение движения: выделение областей кадра с подвижными объектами в заданной области видеопотока, обнаружение движения только заданных объектов;- The operation of the following typical video analytics algorithms: motion detection: identifying areas of the frame with moving objects in a given area of the video stream, detecting movement of only specified objects;
- Трекинг объектов: позволяет отслеживать перемещение объекта и фиксировать время его появления в кадре; - Object tracking: allows you to track the movement of an object and record the time of its appearance in the frame;
- Построение тепловой карты по перемещению человека и по наличию движений общего характера в отмеченной области кадра; - Construction of a heat map based on human movement and the presence of general movements in the marked area of the frame;
- Определение направления движения объекта в кадре; - Determining the direction of movement of an object in the frame;
- Осуществлять подсчет времени нахождения человека в обозначенной области или в кадре; - Calculate the time a person spends in a designated area or in a frame;
- Наложение визуализации результатов аналитики на видеоизображение объекта с отметками о времени и другой сопроводительной информацией о зафиксированном событии; - Overlaying visualization of analytics results on a video image of an object with time stamps and other accompanying information about the recorded event;
- Передача сообщений на центральный сервер консолидированной видеоаналитики путём генерации пакетов данных, состоящих из визуальных (статических или видео) данных и метаинформации, полноценно описывающей событие в рамках формата АРI протокола сообщений центрального сервера.- Transmission of messages to the central server of consolidated video analytics by generating data packets consisting of visual (static or video) data and metainformation that fully describes the event within the API format of the central server message protocol.
Предлагаемое изобретение позволяет выполнять сложные вычисления нейросетевых алгоритмов, включая систему, рассчитанную систему радиатора для отведения тепла. Класс защиты устройства IP55.The proposed invention allows complex calculations of neural network algorithms, including a system calculated radiator system for heat removal. Device protection class IP55.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2818487C1 true RU2818487C1 (en) | 2024-05-02 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8200011B2 (en) * | 2007-09-27 | 2012-06-12 | Behavioral Recognition Systems, Inc. | Context processor for video analysis system |
| CN110390262A (en) * | 2019-06-14 | 2019-10-29 | 平安科技(深圳)有限公司 | Video analysis method, apparatus, server and storage medium |
| CN111949586A (en) * | 2020-07-20 | 2020-11-17 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | Expansion board based on Nvidia Jetson Nano/Xavier NX core board |
| RU2790533C1 (en) * | 2022-09-15 | 2023-02-22 | Акционерное общество Научно-производственный центр "Электронные вычислительно-информационные системы" (АО НПЦ "ЭЛВИС") | Data processing and storage device |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8200011B2 (en) * | 2007-09-27 | 2012-06-12 | Behavioral Recognition Systems, Inc. | Context processor for video analysis system |
| CN110390262A (en) * | 2019-06-14 | 2019-10-29 | 平安科技(深圳)有限公司 | Video analysis method, apparatus, server and storage medium |
| CN111949586A (en) * | 2020-07-20 | 2020-11-17 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | Expansion board based on Nvidia Jetson Nano/Xavier NX core board |
| RU2790533C1 (en) * | 2022-09-15 | 2023-02-22 | Акционерное общество Научно-производственный центр "Электронные вычислительно-информационные системы" (АО НПЦ "ЭЛВИС") | Data processing and storage device |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Leela S. Karumbunathan "NVIDIA Jetson AGX Orin Series", опубл. 31.07.2022 на 21 странице [найдено 15.12.2023], размещено в: https://www.nvidia.com/content/dam/en-zz/Solutions/gtcf21/jetson-orin/nvidia-jetson-agx-orin-technical-brief.pdf, см. стр. 1, 3-6, 10-18. ADEEPT "Raspberry Pi 4 Armor Case with Dual Fan", опубл. 12.05.2021 на 1 странице [найдено 15.12.2023], размещено в: https://web.archive.org/web/20210512165808/https://www.adeept.com/raspberry-pi-case-03_p0199.html, см. весь документ. JEAN-LUC AUFRANC "Tiny Jetson Xavier NX mini PC gets AI-powered Oosto video analytics software", опубл. 23.03.2022 на 1 странице [найдено 18.12.2023], размещено в: https://www.cnx-software.com/2022/03/23/tiny-jetson-xavier-nx-mini-pc-gets-ai-powered-oosto-video-analytics-software/. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8295649B2 (en) | System and method for parallel processing of images from a large number of cameras | |
| Lo´ pez de Ipin˜ a et al. | TRIP: A low-cost vision-based location system for ubiquitous computing | |
| CN111898524B (en) | 5G edge computing gateway and application thereof | |
| CN103472803A (en) | Indoor zone location system | |
| CN111614784B (en) | Edge computing box for heterogeneous data of a worksite | |
| RU2818487C1 (en) | Local video analytics device | |
| JP2005136665A (en) | Data signal transmission method and reception method and apparatus, system, program, and recording medium | |
| GB2634395A (en) | A multi-camera object tracking system and a method of operating a multi-camera object tracking system | |
| US11984000B2 (en) | Fixed retail scanner heat management system for multi-port network switch and related methods | |
| KR102643330B1 (en) | Edge network cloud system | |
| KR101964230B1 (en) | System for processing data | |
| Turaga et al. | Diamond sentry: Integrating sensors and cameras for real-time monitoring of indoor spaces | |
| Jana et al. | Autonomous object detection and tracking using Raspberry Pi | |
| US20140192188A1 (en) | Device and method for enhancing covert operations in hostile environments by reducing bandwidth and power requirements | |
| Musharaf Hussain et al. | IoT based smart human traffic monitoring system using raspberry Pi | |
| KR101733321B1 (en) | Component-based integrated real-time surveillance system for recognizing events in multiple camera environments | |
| CN110703670A (en) | A machine vision smart sensor | |
| CN110084729A (en) | A kind of intelligent campus management system based on Internet of Things | |
| Gamal et al. | Embedded target detection system based on raspberry pi system | |
| CN116723295A (en) | GPGPU chip-based multi-camera monitoring management system | |
| CN210274357U (en) | a smart box | |
| CN210015451U (en) | Embedded portable face cloth accuse case device | |
| US20240012470A1 (en) | Facial gesture mask | |
| Johar et al. | An Event Driven Attendance Tracker | |
| Sabri | A new development approach of intelligent monitoring system for library pioneers behavior based on university regulations |