ভিজ্যুয়াল ফাংশনগুলি রোবট অ্যাপ্লিকেশনগুলি ডিজাইন করার কেন্দ্রবিন্দু যা বাস্তব সময়ে ভৌত জগতের সাথে উপলব্ধি করে এবং মানিয়ে নেয়। রোবোটিক সিস্টেমগুলি গতিশীল এবং প্রায়শই অপ্রত্যাশিত পরিবেশে কাজ করে এবং সেন্সর ডেটা অবশ্যই মিলিসেকেন্ডে সংগ্রহ, প্রেরণ, প্রক্রিয়াকরণ এবং অনুবাদ করতে হবে। বিলম্ব, ডেটা হারানো বা সময়ের মধ্যে অসঙ্গতি কোনো বৃদ্ধি কর্মক্ষমতা হ্রাস করতে পারে এবং এমনকি নিরাপত্তা ঝুঁকি তৈরি করতে পারে।
যেহেতু রোবোটিক সিস্টেমগুলি মেশিন লার্নিং ভিত্তিক সেন্সিং ক্ষমতার দিকে ফিরে যায়, যা টাস্ক স্পেসিফিক প্রোগ্রামিংয়ের পরিবর্তে প্রচুর পরিমাণে ভিজ্যুয়াল ডেটার উপর নির্ভর করে, এই সীমাবদ্ধতাগুলি ক্রমবর্ধমান চাহিদার হয়ে ওঠে। এটি রোবট অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে ন্যূনতম রিপ্রোগ্রামিং সহ নতুন বস্তু, পরিবেশ এবং কাজগুলির সাথে খাপ খাইয়ে নিতে দেয়।
এই প্রবণতাগুলি কীভাবে রোবোটিক সিস্টেমে ভিজ্যুয়াল ডেটা স্থানান্তর করতে হয় তার উপর চাপ বাড়ায়। গিগাবিট মাল্টিমিডিয়া সিরিয়াল লিঙ্ক (GMSL) প্রযুক্তি সেন্সর সংযোগকে সহজ করে, তারের জটিলতা হ্রাস করে এবং বিতরণ করা ক্যামেরা এবং কেন্দ্রীয় কম্পিউটিং মডিউলগুলির মধ্যে কম-বিলম্বিত, শক্তিশালী ডেটা স্থানান্তর সক্ষম করে ডিজাইন চ্যালেঞ্জগুলিকে সহজ করে।
GMSL মূলত স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল যেমন অ্যাডভান্সড ড্রাইভার অ্যাসিসট্যান্স সিস্টেম (ADAS) এবং এটি এখন রোবোটিক্স এবং মেশিন ভিশন সিস্টেমে কম লেটেন্সি এবং শক্তিশালী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স ইমিউনিটি সহ রিমোট ক্যামেরা এবং সেন্সর সংযোগ করতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
জিএমএসএল, অ্যানালগ ডিভাইস দ্বারা তৈরি, একটি উচ্চ-গতির সিরিয়াল/ডি-স্ট্রিং (SerDes) যোগাযোগ প্রযুক্তি যা উচ্চ ব্যান্ডউইথ ভিডিও এবং ডেটা একটি একক কোক্সিয়াল কেবল বা টুইস্টেড পেয়ারের মাধ্যমে প্রেরণ করে। প্রতিটি ক্যামেরা একটি নেটওয়ার্ক কাঠামো ভাগ করে না, তবে একটি ডেডিকেটেড হাই-স্পিড লিঙ্কের মাধ্যমে কাজ করে, বিবাদ, রাউটিং এবং প্যাকেট-ভিত্তিক পরিবর্তনশীলতা দূর করে। এটি সেন্সরের সংখ্যা বাড়লেও সামঞ্জস্যপূর্ণ সময় এবং বিলম্বের সাথে একটি অনুমানযোগ্য ডেটা পথ তৈরি করে।
জিএমএসএল সিরিয়ালাইজার পিক্সেল ডেটার একটি সেটকে রূপান্তর করে যা সাধারণত একাধিক একক সিগন্যাল লাইনের উপর সমান্তরালভাবে একটি ক্রমাগত উচ্চ-গতির সিরিয়াল ডেটা স্ট্রীমে প্রেরণ করা হয়। প্রসেসরের দিকে, ডিস্ট্রিং এটিকে মূল বিন্যাসে রূপান্তরিত করে। যেহেতু প্রতিটি ক্যামেরার নিজস্ব পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট লিঙ্ক রয়েছে, তাই ব্যান্ডউইথ রৈখিকভাবে ক্যামেরার সংখ্যার সাথে সম্পর্কিত, যা নেটওয়ার্ক বিবাদ, ওভারহেড পরিবর্তন বা ডেটা প্যাকেটের সময়সূচী বিলম্বের কারণ হবে না।
এই পদ্ধতির সুবিধাগুলি আরও স্পষ্ট হয়ে ওঠে যখন ভিশন সিস্টেমটি একাধিক উচ্চ-রেজোলিউশন ক্যামেরায় প্রসারিত হয়। একক-ক্যামেরা অ্যাপ্লিকেশনের বিপরীতে, এই সিস্টেমগুলিতে নেভিগেশন, ম্যানিপুলেশন এবং রিয়েল-টাইম দৃশ্য বোঝার মতো কাজগুলিকে সমর্থন করার জন্য ঘন, সিঙ্ক্রোনাইজড ভিজ্যুয়াল কভারেজ প্রয়োজন। সেন্সরের সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে, ব্যান্ডউইথ, তারের এবং সময়ের নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা বৃদ্ধি পায়, যা ঐতিহ্যগত স্বল্প-পরিসরের বোর্ড স্তরের আন্তঃসংযোগের সীমাবদ্ধতাগুলিকে প্রকাশ করে।
ইউএসবি, স্ট্যান্ডার্ড ইথারনেট, বা সরাসরি বোর্ড স্তরের এমআইপিআই লিঙ্কগুলির মতো ঐতিহ্যগত পদ্ধতির জন্য অনিবার্যভাবে লেটেন্সি, সিঙ্ক্রোনাইজেশন বা শারীরিক কভারেজে ট্রেড-অফের প্রয়োজন হয়। যত বেশি ক্যামেরা ব্যবহার করা হয়, ক্যাবলিং, টাইমিং ম্যানেজমেন্ট এবং সিস্টেম ডিজাইনের জটিলতা বাড়তে থাকে, যা প্রযুক্তির একীকরণের জন্য একটি ক্রমবর্ধমান চ্যালেঞ্জও উপস্থাপন করে।
GMSL অন্যান্য ভিজ্যুয়াল সংযোগ পদ্ধতির তুলনায় বেশ কিছু সুস্পষ্ট সুবিধা প্রদান করে:
এটি কভারেজ এবং দৃঢ়তার ক্ষেত্রে MIPI CSI-2-কে ছাড়িয়ে যায় যখন একটি সহজ, কম-লেটেন্সি, পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট আর্কিটেকচার বজায় রাখে যা ইথারনেট-ভিত্তিক ভিজ্যুয়াল স্ট্যাকের জটিলতা এড়ায়।
জিএমএসএল ইথারনেটের বৃহৎ স্কেল বিতরণ নেটওয়ার্কের নমনীয়তার উপর নির্ধারক পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট সংযোগ এবং সহজ মাল্টি-ক্যামেরা সিঙ্ক্রোনাইজেশনের পক্ষে।
এই সলিউশনের পারফরম্যান্স মোটামুটি FPD-Link-এর সাথে তুলনীয়, আরেকটি ডেডিকেটেড SerDes সমাধান। পছন্দ প্রায়ই বাস্তুতন্ত্রের একটি ব্যাপক বিবেচনার উপর নির্ভর করে।
GMSL নির্ধারক, কম লেটেন্সি পারফরম্যান্স সহ উচ্চ-গতির ক্যামেরা সংযোগের একটি ব্যবহারিক পদ্ধতি প্রদান করে এমবেডেড এবং নেটওয়ার্ক ভিশন সিস্টেমের ভারসাম্য বজায় রাখে। এটি রিয়েল-টাইম রোবোটিক সিস্টেমের কঠোর লেটেন্সি এবং নির্ভরযোগ্যতার প্রয়োজনীয়তা বজায় রেখে উচ্চ-গতির ভিজ্যুয়াল সংযোগকে সহজ করে।
উচ্চ গতি, বড় ক্ষমতা
ক্যামেরার রেজোলিউশন এবং সেন্সরের সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে, এই কাঠামোগত সুবিধাগুলি সিস্টেমের সাফল্যের চাবিকাঠি হয়ে ওঠে। জিএমএসএল একক তারের মাধ্যমে একাধিক ক্যামেরা বা অন্যান্য সেন্সর থেকে প্রচুর পরিমাণে ডেটা, বিশেষ করে ভিডিও ডেটা প্রেরণ করতে পারে। এই স্কিমটি কোনো নেটওয়ার্ক বিবাদ বা প্যাকেট রাউটিং ছাড়াই ডেডিকেটেড পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট লিঙ্ক ব্যবহার করে। ডিজাইনাররা প্রতি পয়েন্টে একাধিক সংযোগ ব্যবহার না করে কম লেটেন্সি এবং উচ্চ শব্দ প্রতিরোধ ক্ষমতা বজায় রেখে কোঅক্সিয়াল বা টুইস্টেড-পেয়ার তারের মাধ্যমে উচ্চ ব্যান্ডউইথ ডেটা স্ট্রিম প্রেরণ করতে GMSL ব্যবহার করতে পারেন।
এই প্রযুক্তি স্বয়ংচালিত ওয়্যারিংকে সহজ করে, দৃঢ়তা উন্নত করে, এবং এই বৈশিষ্ট্যগুলি সরাসরি রোবোটিক্সে মূর্ত হয়: কম তারগুলি বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক নকশাকে সরল করে, সিস্টেমগুলিকে হালকা, আরও নির্ভরযোগ্য এবং একত্রিত করা সহজ করে। বিতরণ করা ক্যামেরাগুলি কম্পিউটিং মডিউল থেকে দূরে ইনস্টল করা যেতে পারে, ন্যূনতম তারের সাহায্যে, এবং এখনও রিয়েল-টাইম সেন্সিং এবং সিদ্ধান্ত গ্রহণকে সমর্থন করার জন্য নির্ভরযোগ্যভাবে সিঙ্ক্রোনাইজড, কম লেটেন্সি ডেটা সরবরাহ করে।
রোবটগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে একাধিক উচ্চ-রেজোলিউশন ক্যামেরার উপর নির্ভর করে, কখনও কখনও গভীরতার সেন্সর বা PLIDAR (আলো সনাক্তকরণ এবং রেঞ্জিং) এর সাথে তাদের আশেপাশের অবস্থা বোঝার জন্য একত্রিত হয় (চিত্র 1)। প্রতিটি ক্যামেরা যখন একা ব্যবহার করা হয় তখন প্রচুর পরিমাণে ডেটা প্রবাহ তৈরি করে এবং যখন একই সময়ে একাধিক ক্যামেরা ব্যবহার করা হয়, তখন ব্যান্ডউইথের প্রয়োজনীয়তা বৃদ্ধি পায়। একটি 1080p রেজোলিউশন, প্রতি সেকেন্ডে 30 ফ্রেম (fps), 24-বিট প্রতি পিক্সেল ক্যামেরা 1.4 Gbps ট্রান্সমিশন রেট জেনারেট করে, তাই চারটি ক্যামেরা 5.6 Gbps ট্রান্সমিশন রেট জেনারেট করে এবং ছয়টি ক্যামেরা 8.4 Gbps ট্রান্সমিশন রেট জেনারেট করে। উচ্চতর রেজোলিউশন এবং ফ্রেম রেট প্রয়োগ ব্যান্ডউইথের প্রয়োজনীয়তাকে কয়েক ডজন গিগাবিট প্রতি সেকেন্ডে বাড়িয়ে দিতে পারে।