VCS-1 프로세서 플랫폼, 동작의 실시간 데이터를 수집하다
Sundance
Sundance Multiprocessor Technology Ltd 의 Sundance VCS-1는 복잡한 실시간 비전과 제어 그리고 센서 애플리케이션을 통합한 정밀 로봇 공학을 위해 특별히 설계됐다. 작고 고성능이며 저전력의 경량 임베디드 프로세서 플랫폼이다.
Sundance VCS-1은 유럽 연합의 H2020 ‘Fast-Track-Innovation’ 파일럿 프로그램 (FTI-Project ID: 737669)으로 개발되고 입증됐다. VineScout은 포도 재배와 포도 수확 전략을 개선할 수 있는 실시간 데이터 수집을 보다 용이하게 하도록 설계된 정밀 로봇 솔루션을 제공한다.
업계 표준 호환성과 확장성을 제공하기 위해 90mmx96mm 크기의 PC/104 폼 팩터를 사용하는 Sundance VCS-1 내장 프로세서 모듈은 컴퓨터 비전, Edge AI와 딥 러닝 요구 사항에 최적화되어 있다. 무게는 300g에 불과하고 일반적으로 15W의 낮은 전력 소비를 가지며 다양한 상용 센서, 액추에이터와 호환된다.
Sundance VCS-1의 핵심에는 Solin(System-on-Module)을 사용하여 PC/104 보드에 장착된 Xilinx Zynq MPSoC가 있다. Xilinx Zynq MPSoC는 FPGA와 그래픽, 비디오, 파형 및 가속을 위한 엔진을 통해 실시간 제어 기능을 결합한 ARM Cortex A53 64 비트 쿼드 코어 프로세서를 통합한다.
여기에는 그래픽 가속을 위한 ARM Mali 400 그래픽 처리 장치(GPU), 실시간 관리를 위한 ARM Cortex R5 RPU(실시간 처리 장치)와 AI 알고리즘의 하드웨어 가속을 위한 프로그래밍 가능한 FPGA 로직이 포함된다.
Sundance VCS-1은 다양한 카메라 및 센서와 인터페이스 하기 위한 다중 USB3 인터페이스를 포함해 SEIC(Sundance External Interface Card)를 통해 제공되는 광범위한 I/O 기능을 제공한다(예: Intel RealSense T265 추적 카메라, Intel RealSense D435 및 Stereo Labs Zed 깊이 카메라 및 FLIR AX-8 열 화상 카메라).
또한 대부분의 Arduino 및 Raspberry Pi 액추에이터 및 센서와 연결할 수 있다. 추가 인터페이스를 통해 HDMI 디스플레이, SATA 스토리지와 이더넷 네트워킹으로 PC를 모방할 수 있다. 온보드 ADC는 외부센서에서 데이터를 수집할 수 있으며, 서보 등을 제어하기 위한 온보드 DAC가 있다. 다양한 I/O 표준을 프로그래밍한 로직에 직접 구현하여 카메라, 센서 그리고 서보 간의 대기 시간을 줄인다.
아울러 정밀 로봇 솔루션을 위한 광범위한 소프트웨어를 지원한다. 즉 ROS Melodic Morenia(ROS 호환 및 ROS2 지원) 로봇 플랫폼, MQTT M2M(machine-to-machine) 연결 프로토콜, 실시간 프로그래밍 기능의 OpenCV 컴퓨터 비전 라이브러리, Xilinx의 Edge-AI 솔루션과 Python 스크립팅 언어를 포함한다. 컨볼루션 신경망(convolutional neural networks)을 위한 Ubuntu 운영 체제, Xilinx SDSoC 환경, TULIPP의 STHEM 툴체인 및 Xilinx DPU(딥 러닝 처리 장치)도 지원된다.
Sundance VCS-1은 사용자 정의 인클로저 PC/104-Blade로 팬이 필요 없고 탄력적인 정밀 로봇 공학을 위한 임베디드 애플리케이션을 구축하기 위한 견고한 환경을 제공한다.
개발 책임자는 “Sundance VCS-1 임베디드 프로세서 모듈은 견고한 정밀 로봇 애플리케이션 개발에 필요한 탄력적인 처리 능력을 제공하도록 설계됐다.”고 말했다.
덧붙여 “완전히 재구성 가능하고 확장 가능한 업계 표준 PC/104 플랫폼에서 사용 가능하다. 고성능이면서도 전력 소비도 매우 낮다. 컴퓨터 비전 애플리케이션, Edge AI와 딥 러닝에 최적화 된 센서와 액추에이터와도 호환된다”고 말했다.
Sundance VCS-1 정밀 로봇 플랫폼은, 프랑스 Agri-robotics 제조업체인 Wall-YE 와 포르투칼 와인 생산업체 Symington Estate를 포함하는 VineScout 포도 재배 파트너와 함께 개발됐다.
이 프로젝트의 목표는 포도원 모니터링을 위한 로봇을 개발하여 와인 생산자가 물 가용성, 잎 온도와 식물 건강성 등 포도원의 주요 매개 변수를 측정 할 수 있도록 로봇을 개발하는 것이었다.
배터리 수명이 6시간에서 24시간 작동할 수 있는 VineScout은 와인 메이커에게 포도나무 와 포도에 대한 포괄적이고 안정적인 실시간 데이터를 제공할 수 있었다. 그 결과 포도원의 관개 및 수확 전략을 보다 쉽고 저렴하게 최적화 할 수 있었다.
Sundance Multiprocessor Technology의 R&D 매니저 Pedro Machado는 다음과 같이 소감을 전했다.
“포도는 정확한 익는 시점에서 포도를 골라야 한다. 포도는 개발 과정에서 물을 적절히 섭취해 와인이 원하는 조건을 갖춰야 한다. 전통적인 기술을 사용하여 이러한 매개 변수를 제어하는 것은 복잡하고 비용이 많이 들기 때문에 재배자나 제조업자는 감당할 수 없다.
따라서 대다수의 생산자들은 포도의 성장과 성숙주기에 대한 실제 데이터를 가지고 있지 않다. VineScout은 이 모든 것을 바꾸었다. 와인을 만드는데 새롭고 소중한 지식 자산을 탄생시켰다”
자료 제공: Sundance(www.sundance.com)
