اردو
کیمرہ ماڈیولز کو FPGA بورڈز کے ساتھ ضم کرنا: استعمال کے کیس اور سبق
سائنچ کی 07.25
In the ever - evolving landscape of embedded systems and digital signal processing, the integration of
کیمرہ ماڈیولزField - Programmable Gate Array (FPGA) بورڈز کے ساتھ ایک دلچسپ امکانات کی بھرمار کھل گئی ہے۔ یہ امتزاج انتہائی حسب ضرورت، اعلیٰ کارکردگی والے وژن سسٹمز کی تخلیق کی اجازت دیتا ہے جو وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز کے لیے ترتیب دیے جا سکتے ہیں۔
استعمال کے کیس
روبوٹکس
• آبجیکٹ کی شناخت اور نیویگیشن: روبوٹک ایپلیکیشنز میں، ایف پی جی اے کے ساتھ مربوط کیمرے آبجیکٹ کی شناخت اور نیویگیشن میں ایک اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، خود مختار موبائل روبوٹ (AMRs) جو گوداموں میں انوینٹری کے انتظام کے لیے استعمال ہوتے ہیں، کیمرہ ماڈیول ارد گرد کے ماحول کی تصاویر لیتا ہے۔ ایف پی جی اے، اپنی متوازی پروسیسنگ کی صلاحیتوں کے ساتھ، ان تصاویر کا تیزی سے تجزیہ کر سکتا ہے تاکہ رکاوٹوں، شیلفوں، اور مصنوعات کی شناخت کی جا سکے۔ یہ مصنوعات پر بارکوڈ کی شناخت کر سکتا ہے، جس سے روبوٹ کو اشیاء کو درست طریقے سے اٹھانے اور رکھنے کی اجازت ملتی ہے۔ ایف پی جی اے کی حقیقی وقت کی پروسیسنگ کی طاقت یہ یقینی بناتی ہے کہ روبوٹ اپنے ماحول میں تبدیلیوں پر فوری طور پر رد عمل ظاہر کر سکے، جس سے نیویگیشن کا عمل ہموار اور موثر ہوتا ہے۔
• Gesture Recognition: انسانی - روبوٹ تعامل کے لیے، اشاروں کی شناخت کے لیے کیمرے اور FPGA استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ ایک سروس روبوٹ جو بزرگوں کی مدد کرتا ہے، کیمرہ ماڈیول صارف کے اشاروں کو پکڑتا ہے۔ FPGA ان تصاویر کو حقیقی وقت میں پروسیس کرتا ہے، اشاروں کو روبوٹ کے لیے احکامات میں تبدیل کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، ہاتھ کی ایک سادہ لہراہٹ کو صارف کے قریب آنے کے لیے روبوٹ کے لیے ایک اشارے کے طور پر پہچانا جا سکتا ہے۔
نگرانی اور سیکیورٹی
• ویڈیو تجزیات: نگرانی کے نظام میں، FPGA - مربوط کیمرا ماڈیولز جدید ویڈیو تجزیات کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ یہ چہرے کی شناخت، نمبر پلیٹ کی شناخت، اور حرکت کا پتہ لگانے جیسے کام انجام دے سکتے ہیں۔ ایک بڑے پیمانے پر نگرانی کے نیٹ ورک میں جو شہر کے مرکز کو ڈھانپتا ہے، کیمرا ماڈیولز ویڈیو فیڈز کو پکڑتے ہیں۔ ہر بورڈ پر موجود FPGA حقیقی وقت میں ویڈیو کا تجزیہ کرتا ہے، مشکوک سرگرمیوں جیسے کہ بے مقصد گھومنا یا غیر مجاز رسائی کی شناخت کرتا ہے۔ چہرے کی شناخت کو معروف مجرموں یا گمشدہ افراد کے ڈیٹا بیس کے خلاف افراد کے چہروں کو ملانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ FPGA کی تیز رفتار پروسیسنگ متعدد ویڈیو اسٹریمز کا تجزیہ کرنے کی اجازت دیتی ہے، جامع سیکیورٹی کوریج کو یقینی بناتی ہے۔
• انٹریشن کی شناخت: FPGA کے ساتھ مربوط کیمرے محدود علاقوں میں انٹریشن کا پتہ لگانے کے لیے ترتیب دیے جا سکتے ہیں۔ ایک فوجی اڈے پر، کیمرے کا ماڈیول سرحد کی نگرانی کرتا ہے۔ FPGA تصاویر کو پروسیس کرتا ہے تاکہ کسی بھی غیر معمولی حرکت کا پتہ لگایا جا سکے، جیسے کہ کوئی شخص باڑ پر چڑھ رہا ہو۔ یہ فوری طور پر ایک الارم کو متحرک کر سکتا ہے، جو سیکیورٹی کی ایک اضافی تہہ فراہم کرتا ہے۔
طبی امیجنگ
• اینڈوسکوپک امیجنگ: طبی اینڈوسکوپی میں، FPGA بورڈز سے منسلک کیمرا ماڈیولز جسم کے اندر پکڑی گئی تصاویر کے معیار کو بڑھا سکتے ہیں۔ FPGA حقیقی وقت کی امیج پروسیسنگ کے کام انجام دے سکتا ہے جیسے شور کی کمی، تضاد میں اضافہ، اور کنارے کی شناخت۔ مثال کے طور پر، ایک کولونوسکوپی کے طریقہ کار میں، کیمرا ماڈیول کولون کی اندرونی سطح کی تصاویر پکڑتا ہے۔ FPGA ان تصاویر کو پروسیس کرتا ہے تاکہ بافتوں کی تفصیلات زیادہ واضح ہوں، ڈاکٹروں کو پولپس یا دیگر غیر معمولیات کو زیادہ درست طریقے سے شناخت کرنے میں مدد ملے۔
• ایکس - رے امیج کی بہتری: ایکس - رے امیجنگ میں، FPGA - مربوط کیمرا ماڈیولز کا استعمال ایکس - رے امیجز کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ FPGA کیمرا ماڈیول کے ذریعہ پکڑے گئے خام ایکس - رے ڈیٹا کو پروسیس کر سکتا ہے تاکہ مختلف بافتوں کے درمیان تضاد کو بڑھایا جا سکے، جس سے ریڈیالوجسٹوں کے لیے بیماریوں کی تشخیص کرنا آسان ہو جاتا ہے۔
تدریس: FPGA بورڈ کے ساتھ کیمرہ ماڈیول کو مربوط کرنا
Step 1: صحیح اجزاء کا انتخاب
• کیمرہ ماڈیول: مارکیٹ میں مختلف کیمرہ ماڈیول دستیاب ہیں، جیسے کہ MIPI CSI - 2 انٹرفیس پر مبنی ماڈیولز۔ مثال کے طور پر، OmniVision OV5640 ایک مقبول 5 - میگا پکسل کیمرہ ماڈیول ہے۔ کیمرہ ماڈیول کا انتخاب کرتے وقت، قرارداد، فریم کی شرح، اور طاقت کی کھپت جیسے عوامل پر غور کریں۔ ان ایپلیکیشنز کے لیے جو تیز فریم کی شرح پر اعلیٰ معیار کی تصاویر کی ضرورت ہوتی ہیں، ایک ماڈیول منتخب کیا جانا چاہیے جس میں اعلیٰ قرارداد کا سینسر اور تیز ڈیٹا کی منتقلی کا انٹرفیس ہو۔
• FPGA بورڈ: مقبول FPGA بورڈز جیسے کہ Digilent Zybo Z7 یا Terasic DE1 - SoC استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ FPGA بورڈ کا انتخاب دستیاب I/O وسائل، پروسیسنگ پاور، اور ترقیاتی ماحولیاتی نظام جیسے عوامل پر منحصر ہے۔ اگر درخواست میں بڑی تعداد میں متوازی پروسیسنگ کے کاموں کی ضرورت ہو تو ایک زیادہ طاقتور FPGA چپ والا بورڈ منتخب کیا جانا چاہیے۔
Step 2: ہارڈ ویئر کنکشن
• کیمرہ ماڈیول کو FPGA بورڈ سے جوڑنا: اگر MIPI CSI - 2 انٹرفیس کے ساتھ کیمرہ ماڈیول استعمال کیا جا رہا ہے تو اسے FPGA بورڈ کے ساتھ جوڑنے کے لیے ایک موزوں ایڈاپٹر بورڈ کی ضرورت ہو سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، Digilent FMC - PCAM ایڈاپٹر کا استعمال FMC سے MIPI CSI - 2 میں تبدیل کرنے اور کیمرہ ماڈیول کو FMC کنیکٹر کے ساتھ FPGA بورڈ سے جوڑنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ کیمرہ ماڈیول اور ایڈاپٹر بورڈ کے ڈیٹا شیٹس کے مطابق پاور، گراؤنڈ، اور ڈیٹا لائنز کو جوڑیں۔ یہ یقینی بنائیں کہ کنکشن محفوظ ہیں تاکہ کسی بھی سگنل کے نقصان یا برقی مسائل سے بچا جا سکے۔
• بجلی کی فراہمی کے بارے میں غور: کیمرہ ماڈیول اور FPGA بورڈ دونوں کے لیے ایک مستحکم بجلی کی فراہمی فراہم کریں۔ کیمرہ ماڈیول کو مخصوص وولٹیج کی سطح کی ضرورت ہو سکتی ہے، جو عام طور پر 1.8V سے 3.3V کے درمیان ہوتی ہے۔ یہ یقینی بنانے کے لیے کہ فراہم کردہ وولٹیج قابل قبول حد میں ہے، ایک پاور ریگولیٹر کا استعمال کریں۔ اس کے علاوہ، ایک مناسب بجلی کے منبع کا انتخاب کرنے کے لیے کیمرہ ماڈیول اور FPGA بورڈ کی بجلی کی کھپت پر بھی غور کریں۔
Step 3: سافٹ ویئر کی ترقی
• ضروری ٹولز کی تنصیب: FPGA بورڈ کے لیے ترقیاتی ٹولز انسٹال کریں، جیسے Xilinx پر مبنی FPGA بورڈز کے لیے Xilinx Vivado یا Altera پر مبنی FPGA بورڈز کے لیے Altera Quartus Prime۔ یہ ٹولز FPGA کے ڈیزائن، ترکیب، اور پروگرامنگ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ، کیمرہ ماڈیول کے لیے درکار کسی بھی ڈرائیور یا لائبریری کو انسٹال کریں۔ کچھ کیمرہ ماڈیولز کو FPGA کے ساتھ انٹرفیس کرنے کے لیے مخصوص سافٹ ویئر لائبریریوں کی ضرورت ہو سکتی ہے۔
• FPGA کوڈ لکھنا: کیمرہ ماڈیول کے ساتھ انٹرفیس کرنے کے لیے Verilog یا VHDL کوڈ لکھیں۔ کوڈ کو کیمرہ ماڈیول کو شروع کرنے، امیج ڈیٹا وصول کرنے، اور ضرورت کے مطابق اس پر کارروائی کرنے جیسے کاموں کو سنبھالنا چاہیے۔ مثال کے طور پر، کوڈ کو کیمرہ ماڈیول کے رجسٹرز کو ترتیب دینے کی ضرورت پڑ سکتی ہے تاکہ قرارداد، فریم کی شرح، اور دیگر پیرامیٹرز کو سیٹ کیا جا سکے۔ پھر اسے MIPI CSI - 2 انٹرفیس کے ذریعے امیج ڈیٹا وصول کرنا چاہیے اور اسے مزید پروسیسنگ کے لیے ایک بفر میں محفوظ کرنا چاہیے۔
• انضمام کی جانچ: FPGA بورڈ کی پروگرامنگ کے بعد، ایک سادہ ایپلیکیشن چلا کر انضمام کی جانچ کریں۔ مثال کے طور پر، کیمرہ ماڈیول سے چند فریمز پکڑیں اور انہیں منسلک مانیٹر پر دکھائیں یا انہیں اسٹوریج ڈیوائس میں محفوظ کریں۔ امیج کیپچر اور پروسیسنگ میں کسی بھی غلطی یا مسئلے کی جانچ کریں۔ اگر مسائل ہیں تو ہارڈ ویئر کنکشنز اور سافٹ ویئر کوڈ کا جائزہ لیں تاکہ مسائل کی شناخت اور حل کیا جا سکے۔
کیمرہ ماڈیولز کو FPGA بورڈز کے ساتھ ضم کرنا مختلف ایپلیکیشنز کے لیے ایک طاقتور حل پیش کرتا ہے۔ اس ٹیوٹوریل میں بیان کردہ مراحل کی پیروی کرکے، ڈویلپرز اپنی مخصوص ضروریات کے مطابق اپنی مرضی کے بصری نظام بنانا شروع کر سکتے ہیں۔
رابطہ
اپنی معلومات چھوڑیں اور ہم آپ سے رابطہ کریں گے۔
WhatsApp
WeChat