Un sensore di parcheggio che riconosce i posti liberi da solo, in 15 millisecondi
Un dispositivo a basso costo che elabora l'immagine a bordo e decide se ogni posto è libero o occupato, con un'accuratezza nettamente superiore ai sensori a ultrasuoni. In rete viaggia lo stato dei posti e, dove serve, un fotogramma al secondo per una videosorveglianza di base.
- ≤ 15 ms
- per decidere sul dispositivo se un posto è libero
- 2 camere
- gestite da un solo microcontrollore
- 1 fotogramma/s
- solo dove serve una videosorveglianza di base
Il contesto
Un parcheggio coperto doveva sapere in tempo reale quali posti sono liberi, con LED di segnalazione sopra ogni stallo e i dati disponibili al sistema di gestione. I sensori a ultrasuoni coprono un posto ciascuno; una camera ne vede diversi, ma di solito significa mandare il video a un server che lo analizzi.
I vincoli
- Hardware a basso costo, con risorse di calcolo limitate.
- Decisione rapida e affidabile, migliore di quella di un sensore a ultrasuoni.
- Poca banda: in rete deve viaggiare lo stato dei posti, non un flusso video continuo.
- Connettività dove capita: in alcuni impianti si può stendere un cavo, in altri no.
- Molti nodi sullo stesso sito, da installare e mantenere solo da remoto.
Le scelte tecniche, e perché
La decisione sul dispositivo. Ogni sensore elabora la propria immagine e decide in 15 millisecondi o meno se ogni posto è libero o occupato. Il server riceve il risultato, non deve analizzare video.
Ritagliare prima di classificare. Invece di analizzare l’immagine intera, il firmware ritaglia ogni posto inquadrato, lo filtra e lo riduce a 32×32 pixel. A quel punto basta una rete neurale piccolissima a due classi (libero / occupato), che gira sul microcontrollore in tempo reale.
Due camere per nodo, un solo microcontrollore. Con due camere un dispositivo copre il doppio dei posti e i punti di installazione si dimezzano. Nella prima versione le camere erano collegate via UART a un ESP32-S3. Nella revisione attuale un unico ESP32-P4 gestisce entrambe le camere direttamente su MIPI CSI, con più margine di calcolo per l’elaborazione.
Un chip dedicato alla radio. La rete passa su Ethernet dove si può cablare. Dove non è possibile, un chip secondario porta il Wi-Fi, e lo stesso chip offre il Bluetooth per una serie di applicazioni di ranging. Il microcontrollore principale resta libero per la visione.
Un fotogramma al secondo, solo dove serve. Dove il cliente vuole un quadro più ampio di quello che succede, il nodo invia anche un’immagine al secondo per una videosorveglianza di base. È un’opzione: il riconoscimento dei posti non dipende dalla rete.
Una flotta che si configura da sola. La configurazione di ogni nodo (posti, posizione, rete) viene generata automaticamente e scritta nella memoria non volatile; i nodi si annunciano sulla rete via mDNS. Gli aggiornamenti del firmware arrivano via OTA a doppia partizione: se la nuova versione non parte, il nodo torna alla precedente.
Un banco di prova basato sul dataset. Ogni nuova versione del modello viene verificata su un insieme di immagini di riferimento prima di essere distribuita alla flotta.
Il risultato
Decisione sul dispositivo entro 15 ms, con un’accuratezza nettamente superiore ai sistemi tradizionali a ultrasuoni, e sensori gestiti interamente da remoto.
Cosa portiamo nei vostri progetti
AI che gira sul microcontrollore, elaborazione di immagini con risorse limitate, hardware con più opzioni di connettività, firmware per flotte di dispositivi e aggiornamenti remoti sicuri.
