組込みビジョンアプリケーション用カスタムエッジAIビジョンボックス開発の主要な考慮事項

組み込みビジョンの需要は急速に拡大しており、各業界はその技術が複雑な運用要件とお客様の期待を同時に満たす可能性を認識しています。しかし、これを実現することは容易ではなく、まず克服すべき重要な課題があります。そのため、単一の組み込みビジョンベンダーと協力することが非常に効果的であると言えます。この理由について詳しく見ていきましょう。

エンドツーエンドの組込みビジョンソリューションに単一のベンダーを選ぶ理由

完全なカスタマイズ：市販の組込みビジョンソリューションは柔軟性が限られており、カスタマイズが難しいことがあります。これにより、システムの全体的な機能やパフォーマンスが制約されることになります。単一のベンダーは、この問題を解決できます。彼らはエンドツーエンドでのカスタマイズを提供できるため、あちこちを駆け回る必要はありません。

迅速な製品統合：センサー、カメラ、処理ユニットなど、様々なコンポーネントを統合するには多くの開発時間がかかります。様々なテクノロジーを組み込む複雑さは、展開に影響を与え、最終的にはプロジェクトのタイムラインに遅れをもたらすことになります。単一のベンダーアプローチでは、この課題を克服することができ、タイムラインに関する、より高い責任を持つことができます。

展開の容易さ：プロトタイプ段階から本格的な展開に移行する過程で、予期しない技術的課題が発生することが多々あります。これにより、大規模なユースケースへの規模拡大に困難が生じることがあります。単一のベンダーと連携することで、この問題に対処できます。彼らはビジョンソリューション全体の進行を管理しているため、スムーズに解決できます。

市場投入の加速: 統合プロセスや展開に関する問題が遅れると、企業はソリューションを市場に投入するまでに長期間を要する可能性があります。これにより、競争相手が市場に先に登場することを許してしまうかもしれません。しかし、単一のベンダーと連携すれば、市場投入のスピードを加速でき、迅速なイノベーションが求められる業界で競争優位を保ち、差別化を図ることが容易になります。

複数ベンダーによる問題の解消：異なる供給者からのコンポーネントを管理することは、互換性の問題や統合の課題を引き起こします。これにより、アプリケーションが完全に機能するまでに効率の低下や遅延が発生する可能性があります。単一のベンダーと連携することで、全体のプロセスがより円滑になり、透明性も向上します。

展開準備が整ったソリューションの必要性：エッジAIビジョンボックス

現在求められているのは、プロセス全体を簡素化し、これらの課題を克服できる単一の、展開準備が整ったソリューションです。エッジAIビジョンボックスは、統合されたゲートウェイソリューションを提供することにより、これらの問題に対応します。事前に組み立てられ、展開準備が整った状態で提供され、システムオンモジュール（SoM）、カスタムキャリアボード、カメラ、そして組み込みフレームワークを含んでおり、複数のベンダーによる管理が不要になります。

エッジAIビジョンボックスを使用することで、統合の遅延や複雑な導入プロセスを心配することなく、オペレーションのスケーリングが容易になります。その実用的な設計により、システムを動作させるために必要な時間が短縮され、企業は製品を市場により早く投入できるようになります。業界を問わず、エッジAIビジョンボックスは、現代の産業に求められる信頼性と導入の容易さを提供します。

エッジAIビジョンボックスの主要コンポーネント

適切な SoM (システム オン モジュール) の選定

適切なシステムオンモジュール（SoM）の選定は、エッジAIビジョンボックスの性能を決定づけます。NVIDIA、Qualcomm、Ambarellaなどのプロセッサーを基盤としたSoMは、ビジョンベースのアプリケーション向けに加速されたコンピューティングを提供します。SoMを選定する際には、計算能力、AI推論機能、電力効率、様々なインターフェースとの互換性などの要素を評価する必要があります。

例えば、AI駆動のビジョンアプリケーションでは、システムがリアルタイムで複雑なデータ処理タスクを処理できるように、強力なGPUとエッジコンピューティングをサポートするSoMが求められます。また、SoMは複数のインターフェースオプションをサポートし、初期の小規模な展開から始めて、アプリケーションの要求に応じてスケーラビリティを持って拡張できる必要があります。

カスタムキャリアボードとエンクロージャの設計

カスタムキャリアボードは、SoM（システムオンモジュール）とカメラ、センサー、インターフェースなどの様々なコンポーネントを接続するために必要です。この設計は非常にアプリケーション特化型であり、特定のユースケースに対応するように構築されます。ボード設計時には、キャリアボードあたりのSoMの数、カメラの数、ネットワーク接続の種類、機能安全要件、電力供給要件などの要素を考慮する必要があります。

エンクロージャの設計も同様に重要で、内部コンポーネントを保護し、様々な環境におけるシステムの耐久性を確保します。エンクロージャの機械設計プロセスは、概念設計から始まり、詳細な機械設計に進み、最終的に試作サンプルを作成してテストを行うという構造的な流れに従うべきです。これにより、インターフェースへのアクセス、放熱、耐久性など、特定のアプリケーションに求められる正確な要件を満たすエンクロージャが作成できます。

エンクロージャの製造には、ダイキャスティングや板金加工などの技術が一般的に使用されます。これらの方法は、強力で軽量な材料を提供し、保護性能を確保しつつ、エンクロージャの大量生産を可能にします。

適切なカメラの選定

カメラの選定は、処理される視覚データの品質と精度に直接影響を与えます。アプリケーションごとに適切なカメラタイプが異なります。例えば、GMSL2カメラは自動車向けアプリケーションに最適で、高速なデータ転送を長距離で提供します。一方、Ethernetカメラは、ネットワーク接続されたビジョンシステムを必要とするアプリケーションに適しています。

カメラを選定する際には、解像度、フレームレート、データ転送能力などの要素が、アプリケーションのニーズに合致していることが重要です。

必要なインターフェースの実装

エッジAIビジョンボックスは、正しく機能するために複数のコンポーネントを様々なインターフェースを介して統合する必要があります。これらのインターフェースは、カメラ、SoM（システムオンモジュール）、センサー、および外部システムとの間でシームレスな通信を可能にします。アプリケーションに応じて、インターフェースにはEthernet、GMSL2、PCIe、USB、CAN、AED、MCU、またはIntelシングルボードコンピュータ（SBC）などが含まれる場合があります。

例えば、Ethernetインターフェースはネットワーク接続されたビジョンシステムで一般的に使用され、カメラと処理ユニット間で高速なデータ転送を可能にします。PCIeインターフェースは、高性能GPUを接続するために重要で、迅速なデータ処理と分析を実現します。GMSL2インターフェースは、カメラと処理ユニット間で長距離データ転送をサポートするためによく使用されます。

選定したインターフェースがSoMおよびカメラと互換性があることを確認することが、最適なパフォーマンスを実現するための鍵となります。

堅牢な BSP とカメラ ドライバーの開発

ボードサポートパッケージ（BSP）は、エッジAIビジョンボックスのハードウェアコンポーネントをオペレーティングシステムに接続する階層であり、適切な機能とパフォーマンスを確保します。適切に開発されたBSPは、必要なドライバー、通信プロトコル、およびシステムレベルの機能を統合するのに役立ちます。

さらに、カメラドライバーの開発は、カメラモジュールと処理システム間の円滑な通信を促進します。特定のカメラハードウェアに合わせたカスタムドライバーは、システムが最適なフレームレート、解像度、色精度を実現するのに重要な役割を果たします。

環境および規制要因

エッジAIビジョンボックスを開発する際には、環境および規制要因を慎重に考慮する必要があります。これには以下が含まれます。

• 温度と湿度：とりわけ屋外や産業用途では、システムは広い温度範囲で動作し、様々な湿度レベルに耐える必要があります。
• 振動および衝撃耐性：多くのアプリケーションでは、デバイスが振動や機械的衝撃にさらされるため、システムはこれらの条件に対応できる必要があります。
• FCCおよびCE認証：FCC（米国連邦通信委員会）およびCE（欧州適合）認証を取得することで、製品が各地域で合法的に販売および流通できることが保証されます。
• IP適合：IP適合は、埃や水に対する保護レベルを示します。
• RoHS/REACH適合：RoHSおよびREACH規制に準拠することで、グローバルな環境および安全基準を満たすことができます。

フォーム ファクタ（サイズ）に関する考慮事項

システムは、ドローンや医療機器などのスペースに制約のある環境ではコンパクトである必要がある場合があります。一方で、産業用途では冷却性能や電力オプションを強化するために、より大きなサイズが求められることもあります。エンクロージャのサイズや重量は、特定の運用要件に合致している必要があります。例えば、限られたスペースに装置を設置する必要がある場合、パフォーマンスを犠牲にすることなくコンパクトな設計が有効です。

フレームワークの互換性

エッジAIビジョンボックスは、既存の機械学習および深層学習のワークフローと効率的に統合できるよう、主要なAIフレームワークとの互換性が必要です。TensorFlow、PyTorch、またはONNX（Open Neural Network Exchange）との互換性を持つことで、インフラの大幅な変更なしにAIモデルの開発および展開が容易になります。

この互換性により、開発時間が短縮され、拡張性が向上します。さらに、エッジAIビジョンボックスのハードウェアに最適化されたAIフレームワークは、システムがリアルタイム推論のワークロードを処理できることを保証します。

e-con Systems がカスタム エッジ AI ビジョン ボックスの開発にどのように役立つか

e-con Systemsは、2003年からOEMカメラソリューションの設計、開発、製造を行っており、カスタムエッジAIビジョンボックスの開発において信頼できるパートナーです。私たちは、医療、小売業、産業オートメーションなどの業界が直面する主要な課題に対応するカスタムメイドのソリューションを提供することを専門としており、エッジAIビジョンボックスの各コンポーネント設計において、高い技術力を誇る自社チームを擁しています。これには、適切なカメラモジュールの選定から、ドライバーや画像処理システムの完璧な統合までが含まれます。

e-con Systemsの信頼性の高いアプローチは、エッジAIビジョンボックスの開発を簡素化し、複雑さを排除しつつ最適なパフォーマンスを確保します。私たちは、お客様と密に連携し、各組込みビジョンアプリケーションの要求に応じた画像ソリューションを提供しています。このピア・ツー・ピアの協力体制により、プロセスが円滑に進行し、市場投入までの時間を短縮しながら、卓越した品質を維持することができます。

さらに、e-con Systemsの専任サービスエンジニアリングチームは、カスタム設計プロジェクトをコンセプトから実行まで完璧に取り扱います。私たちは、エッジAIビジョンボックスのあらゆる側面をビジネス目標に合わせて調整することに注力しており、スケーラブルで高性能なソリューションを求める企業にとって理想的なパートナーです。

主な強み：

• e-con SystemsはNVIDIAのエリートパートナーであり、NVIDIAのツールとプラットフォームへのアクセスを得て、深いエンジニアリング専門知識を提供します。NVIDIAが新しいプラットフォームを発表すると、e-con Systemsはそれに対応するカメラソリューションを提供し、シームレスな統合のための必要なドライバーも提供します。さらに、e-con SystemsはQualcomm、TI、Ambarellaとも提携しており、エンドツーエンドの組込みビジョンソリューションプロバイダーとして信頼されています。
• e-con Systemsは、onsemi、Sony、OmniVisionなどのセンサーメーカーと密接に連携しており、最新のセンサー技術への早期アクセスと専任の技術サポートの提供を受けています。
• 長年にわたる生産および技術的な経験を有するe-con Systemsは、エンドツーエンドの製品開発する能力を持ち、どの業界のニーズにも対応した信頼性の高い、かつ高度にカスタマイズされたエッジAIビジョンボックスソリューションを提供します。
• e-con Systemsは、ISO 14982およびISO 16750基準を含む業界標準に準拠した高品質な製品のみを提供します。
• e-con Systemsは、機械調整による精密な焦点合わせ、および接着方法を駆使して、オプティックス統合において強力な専門的技術を提供します。これにより、レンズを過焦点距離（Hyperfocal Distance）に調整し、様々なアプリケーションに最適な範囲でシャープな画像を確保し、無限遠までの鮮明な画像を実現します。