KI-gestützte Tiefenerkennung mit nur einer Kamera

Traditionell kommen hierfür Laserscanner, LiDAR-Systeme oder Stereo-Kameras zum Einsatz. Diese Technologien liefern zwar präzise Ergebnisse, erhöhen jedoch die Hardwarekosten, den Integrationsaufwand und den benötigten Bauraum.

Eine interessante Alternative zeigt eine aktuelle Demonstration auf Basis des Qualcomm® QCS6490 Prozessors. Mithilfe des neuronalen Netzwerks MiDaS V2 wird aus dem Bild einer einzelnen Kamera eine Tiefenkarte erzeugt. Die Anwendung nutzt sogenannte Monocular Depth Estimation, also die Berechnung relativer Entfernungen aus nur einer Bildquelle.

Während die Kamera fortlaufend Bilder erfasst, verarbeitet das KI-Modell die Daten direkt auf dem Embedded-System. Das Ergebnis ist eine Tiefendarstellung der Szene, bei der nahe Objekte und weiter entfernte Bereiche unterschiedlich visualisiert werden. In der Demo erfolgt dies über eine Heatmap, bei der rote Bereiche kurze und blaue Bereiche größere Distanzen repräsentieren.

Der besondere Vorteil dieses Ansatzes liegt darin, dass keine zweite Kamera und keine zusätzliche Sensorik erforderlich sind. Die KI übernimmt die Interpretation der Bildinformationen und erzeugt daraus ein räumliches Verständnis der Umgebung.

Für Entwickler ergeben sich daraus interessante Möglichkeiten: Reduzierung der Hardwarekosten, Vereinfachung des Systemdesigns, geringerer Platzbedarf, Echtzeitverarbeitung direkt am Gerät, keine Abhängigkeit von Cloud-Diensten sowie verbesserte Energieeffizienz. Typische Einsatzgebiete finden sich in der Robotik, bei autonomen Fahrzeugen, in fahrerlosen Transportsystemen, in der industriellen Bildverarbeitung sowie in Sicherheits- und Überwachungssystemen. Überall dort, wo Maschinen ihre Umgebung erfassen und auf Veränderungen reagieren müssen, kann KI-gestützte Tiefenerkennung einen wichtigen Beitrag leisten.

Als Hardwareplattform kommt das MitySOM-QC6490 System on Module (SoM) von Critical Link zum Einsatz. Das Modul basiert auf dem Qualcomm® QCS6490 Prozessor und kombiniert leistungsfähige CPU-, GPU- und KI-Beschleuniger-Einheiten auf einer kompakten Embedded-Plattform. Dadurch können anspruchsvolle KI-Anwendungen direkt am Edge ausgeführt werden, ohne Daten zur Verarbeitung in externe Rechenzentren übertragen zu müssen.

Die genannten Anwendungsbeispiele verdeutlichen, wie moderne Edge-AI-Lösungen klassische Bildverarbeitung ersetzen können. Sie zeigen zugleich, welches Potenzial in der Kombination aus Embedded Computing und künstlicher Intelligenz für zukünftige industrielle Anwendungen steckt.

Technische Daten des MitySOM-QC6490Prozessor

• Qualcomm® QCS6490 SoC
• Qualcomm Kryo 670 CPU: 1× 2,7 GHz, 3× 2,4 GHz, 4× 1,9 GHz
• Qualcomm Adreno 643 GPU
• Qualcomm Adreno 633 VPU (Video Encode 4K30 / Decode 4K60)

Speicher

• 8 GB LPDDR5
• 256 GB Flash
• SD/eMMC
• EEPROM für Konfiguration

Spannungsversorgung

• 4 VDC Eingangsspannung
• Optional: 3,75 V Batterie oder USB‑C Power Delivery (PD)

Schnittstellen

• 2 × PCIe Gen3 (1 x 1 lane, 1 x 2 lane)
• 1 × eMMC (8-bit)
• 1 × SD Card (4-bit)
• 5 × MIPI x4 Input + DSI Output
• USB 3.1 Gen2 mit DisplayPort
• USB 2.0
• 14 × I2C, 4 × I3C, 2 × I2S Audio
• 10 × SPI, 10 × UART
• 1 × 5 Lane QLINK
• SLIMBus, SoundWire
• Bis zu 67 GPIOs

Abmessungen: 45 mm × 45 mm

Zusätzlich verfügbar ist zudem ein Evaluation Kit. 

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