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Qual câmera eu quero utilizar?


A primeira pergunta que devemos fazer quando escolher uma câmera ou um co-processador é "o quê eu quero que ela faça?"

AprilTags

Na escolha de um sistema para trabalhar com AprilTags, é importante considerar fatores como: desempenho em tempo real e integração com o robô.

Comparação de soluções para Detecção de AprilTags

Solução Prós Contras
Limelight 4 com o Hailo-8 - Localização de AprilTags Acelerada pelo Hailo (2x-3x mais rápida que a localização de AprilTags em CPU)

- Projetada para a detecção de AprilTags

- IMU interno para algoritmo de estimação de posição

- Amplo FOV (80 x 56 graus)

- Algoritmos de estimação de posição da Limelight

- Câmera monocromática (não enxerga cores)
- Investimento mais alto

- Dependência das atualizações feitas pela equipe da Limelight

Limelight 4 - IMU interno para algoritmo de estimação de posição

- Projetada para a detecção de AprilTags

- Amplo FOV (80 x 56 graus)

- Maior poder de processamento

- Algoritmos de estimação de posição da Limelight

- Câmera monocromática (não enxerga cores)
- Investimento mais alto

- Dependência das atualizações feitas pela equipe da Limelight

Limelight 3G - Projetada para a detecção de AprilTags

- Amplo FOV (80 x 56 graus)

- Excelente desempenho em baixa luz

- Algoritmos de estimação de posição da Limelight

- Câmera monocromática (não enxerga cores)
- Limitada a tarefa de deteção de Apriltag

- Dependência das atualizações feitas pela equipe da Limelight

Limelight 3 - Desempenho extremamente confiável

- Mesmos algoritmos de estimação de posição da Limelight 3G
- Menos poder de processamento que a versão 3G para Apriltags

- Não foi criada especificamente para detecção de Apriltags

- Dependência das atualizações feitas pela equipe da Limelight

- FOV um pouco menor que a 3G
Orange PI 5 com PhotonVision - Extremamente versátil

Suporta até 3 Câmeras fazendo detecção ao mesmo tempo

- Podem ser utilizadas câmeras monocromáticas
- Configuração mais complexa

- Requer otimização manual para melhor desempenho.

Detalhes das Soluções

  • Limelight 4:

    • Solução mais recente da Limelight
    • Tem como objetivo, corrigir erros que a 3G tinha e aumentar o processamento
    • Tem a opção de comprar junto com o Hailo-8, que trás 2x-3x mais processamento, além de features de machine learning
  • Limelight 3G:

    • Otimizada para tarefas como detecção de AprilTags e alinhamento automático.
    • Inclui hardware robusto e software especializado para processamento de Apriltags para estimativa de posição
    • Ideal para equipes que buscam uma solução completa e de fácil implementação.
  • Limelight 3:

    • Modelo anterior à 3G
    • Oferece suporte confiável para detecção de AprilTags com desempenho sólido e outras funcionalidades de detecção oferecidas pela Limelight
    • Excelente para equipes que desejam um equilíbrio entre custo e funcionalidade
  • Orange PI 5 com PhotonVision:

    • Uma solução flexível que a Orange PI para executar o PhotonVision.
    • Suporta uma ampla variedade de câmeras, permitindo personalização conforme a necessidade.
    • Requer mais conhecimento técnico, mas é uma opção poderosa e mais em conta
    • No caso das Apriltags, você pode utilizar outros Co-processadores para essa detecção, porém a performance é sacrificada.
    • Cheque a lista de desempenho de Câmeras e Co-processadores feita pelo time da PhotonVision

Detecção de Objetos

A detecção de objetos é um recurso importante para robôs na FRC, especialmente quando se trata de identificar e rastrear game pieces, obstáculos e outras entidades no campo. Utilizando algoritmos baseados em redes neurais e processamento de imagens, os sistemas de detecção de objetos podem trazer precisão e rapidez às ações do robô.

Sistema Prós Contras
Limelight 4 com o Hailo-8 - Detecção de objeto com YoloV8 na Hailo-8 em 80FPS

- Amplo FOV (80 x 56 graus)

- Algoritmos de estimação de posição da Limelight

- Câmera monocromática (não enxerga cores)
- Investimento mais alto

- Dependência das atualizações feitas pela equipe da Limelight

Limelight 4 - Detecção de Objetos com MobileNet na CPU a 20 FPS

- Amplo FOV (80 x 56 graus)

- Maior poder de processamento

- Algoritmos de estimação de posição da Limelight
- Investimento mais alto

- Dependência das atualizações feitas pela equipe da Limelight

Limelight 3 com Google Coral - Integração nativa com redes neurais prontas ou customizáveis

- Pipelines Python customizáveis

- Fácil configuração.
- Utiliza apenas 1 câmera
PhotonVision com Orange Pi 5/5+ - Suporte a redes neurais avançadas distribuidas pelo time da Photonvision

- Suporta até 3 câmeras fazendo detecção
- Configuração técnica necessária.

Detalhes das Soluções

  • Limelight 4:
    • Solução mais recente da Limelight
    • Tem a opção de comprar junto com o Hailo-8, acelerador de machine learning similar ao Google Coral porém mais poderoso
    • 2x mais processamento que a 3
  • Limelight 3 com Google Coral
    • Suporte a detecção de objetos utilizando redes neurais.
    • Integração nativa com o Google Coral via USB
    • USB 3.0 (5 Gbps) para conexão com o Google Coral.
    • Ventilador com velocidade variável e desempenho térmico otimizado.

A Limelight DEVE ser utilizada com o Google Coral para uma detecção de objetos robusta

  • PhotonVision com Orange Pi 5/5+
    • Suporte a redes neurais avançadas como YOLO ou TensorFlow Lite.
    • Personalização completa para detecção de objetos e outras tarefas de visão.
    • A Orange Pi 5/5+ oferece desempenho comparável a outros co-processadores de alto nível, mas com menor custo.
    • Suporte a câmeras de alta resolução.
    • A própria equipe deve fazer uma solução de resfriamento

O Co-processador DEVE ser a para uma detecção de objetos robusta