bordjes - DistriNet

SEESCOA
Hardware voorstel
29 mei 2000
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Inleiding ................................................................................................................................................... 3
Bordjes ..................................................................................................................................................... 3
Algemeenheden .................................................................................................................................... 3
2 interessante keuzes ............................................................................................................................ 4
Andere mogelijkheden .......................................................................................................................... 5
RTOS ........................................................................................................................................................ 7
Touchscreens ............................................................................................................................................ 8
EZ Screen ......................................................................................................................................... 9
Beweegbare arm ....................................................................................................................................... 9
Directed Perception .......................................................................................................................... 9
Basic Telepresence ......................................................................................................................... 10
MovingCam .................................................................................................................................... 10
Camera's ................................................................................................................................................. 10
Logitech .......................................................................................................................................... 11
Creative .......................................................................................................................................... 11
Vista Imaging ................................................................................................................................. 11
Sony ................................................................................................................................................ 12
DBS GMBH (Imaging Source) ...................................................................................................... 13
Vision 1 .......................................................................................................................................... 14
Marshall Electronics ....................................................................................................................... 15
Sony ................................................................................................................................................ 15
GPS......................................................................................................................................................... 16
SiRF FV-12 .................................................................................................................................... 17
Garmin GPS25-LVS ....................................................................................................................... 17
Garmin GPS 36 TracPak ................................................................................................................ 18
Lenzen .................................................................................................................................................... 18
FrameGrabbers: ...................................................................................................................................... 18
Imagenation .................................................................................................................................... 19
InSync Technologies Inc. ............................................................................................................... 19
Sensoray ......................................................................................................................................... 20
Totaalprijzen (voor een volledige configuratie) ..................................................................................... 21
Voorstel van een configuratie ................................................................................................................. 24
2
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Inleiding
Dit document beschrijft hardware mogelijkheden voor de SEESCOA test case.
Eerst wordt er gekeken naar een aantal leveranciers en hun produkten. Volgende
zaken worden ondermeer behandeld: CPU borden, GPS ontvangers, RTOS (+ Java
ondersteuning), camera's, touchscreens, …
Dan worden een aantal mogelijke hardware configuraties besproken samen met de
kostprijs ervan.
Ten slotte volgt een configuratie die voorgesteld wordt door de KULeuven. Dit is
slechts een voorstel: iedereen mag uiteraard een ander voorstel naar voor brengen.
Dit zal uiteindelijk besproken worden op de vergadering van 5 juni 2000.
Bordjes
In dit deel worden eerst een aantal algemene karakteristieken van bordjes besproken.
Daarna worden twee borden voorgesteld die volgens ons de voorkeur genieten.
Uiteindelijk worden nog een aantal alternatieven getoond.
Algemeenheden
De bordjes die besproken worden bevinden zich vooral in de Pentium klasse. Er
is wel 1 uitzondering: de AMD Elan. Ook in de Pentium klasse zijn er wat
verschillen: Pentium, Pentium MMX, MediaGX (= Pentium-alike), AMD K6(II), …
De verschillen situeren zich dus vooral op de kloksnelheid (die gaan van 133 Mhz tot
266 Mhz) en het verbruik. Wat dit laatste betreft, zijn de meeste processoren ook in
laag-verbruik versie beschikbaar, deze hebben dan ook geen ventilator nodig om af te
koelen.
Elk bordje is PC/104 (ISA) compatibel. De twee bordjes die ons de beste keus
leken zijn daarentegen ook PC/104 Plus compatibel (PCI). Deze laatste bus heeft een
hogere bandbreedte en is nodig indien videoverwerking moet gebeuren. De meeste
"framegrabbers" zijn trouwens enkel in PC/104 Plus versie beschikbaar.
Wat USB betreft: de meeste bordjes hebben een USB aansluiting. Een uitzondering
is de AMD Elan, deze heeft dat niet. De bedoeling was oorspronkelijk om een USB
camera aan te sluiten op het bordje, maar USB wordt momenteel enkel ondersteund
door de besturingssystemen Win98 en Win2000, en blijkbaar nog niet door QnX,
VxWorks, … Misschien is het daarom beter om ofwel een camera te kopen die op de
parallelle poort wordt aangesloten ofwel een analoge camera die aangesloten wordt op
een framegrabber bordje ofwel een FireWire camera.
Wat de Form Factor (=grootte) van het bordje betreft: 1 van de twee voorgestelde
keuzes is vrij groot (EBX formaat: 14,6cm op 20,3cm), het andere voldoet aan het
PC/104 formaat (9cm op 9cm).
3
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Wat GPS betreft: van alle bordjes die bekeken zijn, was er 1 bordje met een
connector voor een GPS receiver. Maar het lijkt me niet noodzakelijk om daarom dit
bordje te kopen. Er bestaan trouwens PC/104 modules die toelaten een GPS antenne
aan te sluiten. Er bestaan ook GPS receivers die hun data via een seriele poort kunnen
sturen. Het volstaat om deze dan aan te sluiten op de seriele poort van het CPU bord.
Een laatste opmerking ivm GPS: de resolutie is meestal tussen de 10 en de 20 meter
(vroeger was het zelfs 100m), wat niet echt fantastisch is voor camera's in een
gebouw. Er bestaan daarentegen al wel dGPS receivers (Differentiele GPS), die een
resolutie van 2 meter aankunnen.
Wat Ethernet betreft: de voorgestelde keuzes hebben allebei ethernet onboard. Maar
meestal is dat ook uitbreidbaar door middel van een PC/104 module.
Wat Solid State Disks betreft: elke bordje biedt dat in mindere of meerdere mate
aan. Er zijn meerdere opties mogelijk om SSD te voorzien, de meest voorkomende is
een DiskOnChip oplossing (gaat tot 144Mb) of een Flash-chip. Daarnaast kan je dit
nog altijd uitbreiden door middel van een PC/104 module.
Wat het RTOS betreft: de voorgestelde keuzes ondersteunen allebei QNX (en
andere).
2 interessante keuzes
-
VersaLogic Panther (Intel Pentium MMX, AMD K6II en K6III, AMD K6II low
power)
- tot 400 Mhz
- van 8 tot 128 Mb RAM
- 10/100 ethernet
- Video on board (flat panel support)
- 4 tot 72 Mb DiskOnChip
- PC/104 en PC/104 Plus bus
- IDE, USB, 2 COM, 1 LPT, PS/2 keyboard en muis
- geen ventilator nodig bij gebruik van een AMD K6II low power CPU
- PC/104 form factor
- werkt zeker met QNX, WinCE, WinNT/95/98, Linux, RT-Linux en OS-9
De prijs situeert zich rond de 1100 euro -> 266Mhz AMD: 1058 euro en 266Mhz
AMD low power: 1200 euro. Dit zijn de prijzen zonder geheugen. De Cable Kit
(alle nodige kabels voor het bordje) kost 185 euro.
Er is ook een EBX formaat beschikbaar van deze Panther, deze heeft 2 seriele
poorten extra, en kost zo'n 150 euro minder dan de Panther.
4
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
-
Arcom SBC-MediaGX Development Kit for QNX
Grote voordeel van deze oplossing: alles wordt geleverd, ook een try-out versie
van QnX, met alle nodige kabels (en ook de voeding) en de uitvoerige
documentatie. De development kit kan ook besteld worden met een NEC TFT
display.
-
MediaGX 233Mhz processor
FLASH 8 Mb (Maximum 16Mb), 16 Mb RAM (Maximum 128Mb)
Video On Board (Flat Panel support)
16-bit audio
10/100 ethernet
2 USB, FDD, HDD, 4 seriele poorten, LPT, keyboard, muis
touch screen interface
PC/104 (en PC/104 Plus?: op de foto wel)
EBX formaat
De prijs situeert zich rond 625 euro zonder TFT scherm en 1125 euro met TFT
scherm.
Andere mogelijkheden
-
Ampro LB3-P5x
- Page 5 of 24Intel Pentium van 166 tot 266 Mhz (Tillamook)
- tot 256Mb RAM
- keyboard en muis (PS/2), vier seriele poorten, LPT, FDD, IDE, USB
- IrDA
- Video On Board (Flat Panel Support)
- 10/100 ethernet
5
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
-
PC/104 en PC/104 Plus Bus
Compact Flash socket
EBX formaat
Ampro CoreModule/P5e
- Intel Pentium 133Mhz
- tot 64Mb RAM
- 2 serieel, 1 parallel, keyboard, muis, floppy, IDE, IrDA, USB
- DiskOnChip 4 of 8 Mb
- PC/104 en PC/104 Plus Bus
- PC/104 form factor
Nadelen: geen video on board, geen ethernet on board. Dit kan eventueel
gebeuren door middel van extra PC/104 modules (ook bij Ampro verkrijgbaar).
Dit bordje is evenwel ook een vrij goed alternatief. Er is gemaild naar Ampro
voor een prijslijst, maar die is nog niet toegekomen.
-
Arcom Elan-104 Development Kit for QNX
Groot voordeel is ook hier dat alles wordt geleverd in 1 pakket. Het is ook
mogelijk om dit bordje samen met een scherm (TFT) te kopen.
-
-
AMD Elan 486SX 100Mhz
16Mb RAM, 8 Mb FLASH
FDD, HDD, 3 seriele poorten, keyboard, muis, LPT, GPIO
geen USB
Video On Board (Flat Panel support)
10Mbit Ethernet
PC/104 Bus (geen PC/104 Plus)
Eurocard formaat (10cm op 16cm)
Real Time Devices CM686GX
- 233Mhz MediaGX processor
- 32, 64, 128 of 256 Mb RAM
- DiskOnChip 2 Mb
- 2 seriele poorten, LPT, keyboard, muis
- Video On Board
- geen ethernet
Dit bordje werkt ook met QNX. De prijs van een development kit situeert zich
rond de $1350, afhankelijk van de hoeveelheid geheugen die men wenst. De
minimum grootte van het geheugen bedraagt 32 Mb.
-
JUMPtec 1JLCD6P
- Intel Pentium MMX 166Mhz
- tot 64 Mb RAM (16, 32 of 64 Mb)
- IDE Flash drive tot 48Mb
- 10/100 ethernet
- floppy, IDE, LPT, 2 seriele poorten, 1 USB
6
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
-
Video On Board (Flat Panel suport)
PC/104 en PC/104 Plus Bus
PC/104 Form factor
De prijs bedraag $635. Development packages zijn ook beschikbaar. Dit bordje
is eventueel ook een goed alternatief.
RTOS
Er is vooral gekeken naar de operating systemen van QNX. QNX is een vrij bekende
RTOS bouwer en de meeste bordjes zijn er dan ook compatibel mee. QNX heeft twee
produkten:


QNX RTOS v4.x
QNX Neutrino
QNX Neutrino is "lichter" dan QNX RTOS v4.x en kan dus gebruikt worden voor
embedded systemen met zeer weinig geheugen. QNX RTOS v4.x bestaat al langer en
heeft ook ondersteuning voor meer randapparaten. Dit OS wordt ook als embedded
OS gebruikt.
Wat de prijs betreft: binnenkort zal QNX Neutrino vrij beschikbaar zijn voor nietcommerciele doeleinden, maar dat kan nog wel even duren. Gelukkig heeft QNX
academische prijzen (als universiteit moet men dan wel voldoen aan een aantal
voorwaarden: zie QNX website). De prijzen zijn dan als volgt



QNX RTOS v4.x: $25
QNX RTOS v4.x development package: $250
QNX Neutrino: $25 (ontwikkeltools inbegrepen)
Wat de ontwikkeling van toepassingen voor QNX RTOS v4.x betreft: deze gebeuren
door middel van een Watcom compiler (meegeleverd in de development package).
De ontwikkeling gebeurt op de host zelf (=self-hosted development).
Toepassingen voor QNX Neutrino worden ontwikkeld op een QNX RTOS v4.x host
en moeten dan overgebracht worden op de QNX Neutrino target.
De volledige documentatie (RTOS, ontwikkeltools, …) kan ook besteld worden en
ligt rond de $250.
Alles samen kost dit dus $550, omgerekend zo'n 25.300 BEF.
Wat Java betreft:
Java is nog vrij nieuw voor de meeste RTOS leveranciers, en dat merk je dan ook als
je op zoek gaat naar Java support. Voor QNX ziet het er wel vrij goed uit:
Voor QNX RTOS v4.x is er een Java-machine beschikbaar bij TAO (www.taogroup.com) genaamd de J-Engine. Door middel van deze machine is het mogelijk om
7
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
pJava 1.1.6. applicaties te draaien. De grootte van deze machine (samen met de class
libraries (AWT inbegrepen)) bedraagt 2 a 3 MB. Wat de prijs betreft zijn er niet
bepaald problemen: $45. Er is wel een runtime royalty, maar dat is niet direkt onze
zorg.
Voor QNX Neutrino ligt het wat anders: QNX heeft een overeenkomst met SUN om
PersonalJava en EmbeddedJava te ondersteunen voor Neutrino. QNX is daar
momenteel mee bezig; een beta-release was een paar maand geleden beschikbaar,
maar de officiele release is er nog niet. De prijs ligt al wel vast en deze zal liggen
rond de $45.
Er kan daarentegen wel gebruik worden gemaakt van IBM's VisualAge Micro Edition
voor Neutrino. IBM heeft QNX (Neutrino) als standaardplatform gekozen, dus dat is
wel een voordeel. VA ME is beschikbaar als demo bij IBM (gratis) en omvat de
runtime, de remote debugger en de core development toolset. Het is mogelijk om de
volledige versie aan te kopen en dan krijg je heel wat extra's zoals team-development
ondersteuning, framework voor UI's, … Ik heb IBM gecontacteerd om prijzen.
Als laatste is het ook mogelijk om Chai VM van HP te gebruiken. QNX heeft hier
ook een licentie op genomen, maar blijkbaar is er nog geen resultaat uit
voortgevloeid. Chai VM is momenteel beschikbaar voor WinNT, WinCE en HP-UX.
De source kan wel gedownload worden om eventueel te porten naar QNX, maar dat
zou ik eerder als laatste redmiddel zien. Wat de versie van Java betreft: ChaiVM
ondersteunt JDK 1.1.7, maar dan enkel de core packages: lang, io, util en net.
Touchscreens
Er zijn een heel aantal touchscreen fabrikanten, maar de meesten leveren enkel
standaard formaten, zoals 14", 15" en 17", zowel voor CRT als LCD schermen.
Sommigen leveren all-in produkten, waarbij je het scherm en de touchscreen
geintegreerd kan kopen.
Op het vlak van touchscreen interfaces zijn er ook meerdere mogelijkheden: sommige
touchscreens kunnen aangesloten worden door middel van een 4-draden connector
(zoals een van de voorgestelde bordjes heeft), anderen kunnen dan weer aangesloten
worden op de seriele poort (en hebben dus een bijhorende controller).
Wat de touchscreen betreft die hier voorgesteld wordt: het gaat om een 6,5"
touchscreen die op een LCD scherm moet aangebracht worden. Er is een aparte
controller bij voorzien die op de seriele poort moet aangesloten worden. De
touchscreen zelf is vrij standaard en heeft dus geen extra opties zoals "vandalismeprotectie lagen" en "chemische vloeistof afwering", deze laatste lijken vooral handig
voor resp. kiosks in openbare ruimten en fabriekshallen of garages.
8
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
EZ Screen (www.ezscreen.com)
Deze fabrikant kan 6,5" touchscreens leveren tegen $239 per stuk. Deze touchscreens
kunnen op een seriele poort worden aangesloten (PS/2 is eventueel ook mogelijk). Er
zijn wel alleen maar drivers voor DOS en Windows. Dat betekent dat we zelf een
driver zullen moeten schrijven om het onder QNX te kunnen gebruiken.
Opmerking 1: Andere fabrikanten blijken ofwel geen 6,5" touchscreens te leveren
ofwel doen ze dat wel, maar moet je er minstens y (met y een getal groter dan 100)
kopen.
Opmerking 2: EZ Screen levert ook informatie (via de website) over het protocol dat
de controller gebruikt, dit is zeer handig als we zelf een driver willen maken!
Beweegbare arm
Om de camera te laten bewegen kan ofwel zelf een arm gebouwd worden, ofwel kan
dit aangekocht worden. De prijzen hiervan zijn nogal verschillend en ik heb er nog
niet echt veel naar gekeken …
Directed Perception (www.dperception.com)
Dit bedrijf heeft meerdere modellen, afhankelijk van de nodige draagkracht, precisie,
… Communicatie gebeurt via de seriele poort. Wat de prijzen betreft: $2100 voor het
goedkoopste model, $2700 voor het duurste. Daarnaast moet de bekabeling en
voeding nog apart aangekocht worden.
9
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Basic Telepresence (www.basict.com)
TRIPPY TRM02 METAL MINI
Met dit produkt is het mogelijk om te "pannen" en te "tilten". Wordt veel gebruikt om
webcams mee te besturen. De interfacing met de PC gebeurt door middel van de
parallelle poort. Drivers zijn er enkel voor windows.
MovingCam (www.movingcam.com)
MC2000
Dit bedrijf(je) verkoopt toestellen om webcams of camera's te "pannen". De prijs van
zo een toestel bedraagt $80. Binnen een paar maand brengen ze een toestel uit dat
ook toelaat om te "tilten". Dit zal ietsje meer kosten volgens hun website. De
interfacing met de PC gebeurt door middel van de parallelle poort. Drivers zijn er
momenteel enkel voor Windows. Er is gemaild om informatie over het
communicatieprotocol van de seriele poort.
Camera's
Er zijn verschillende soorten camera's voorhanden. Eerst en vooral is er de keuze
voor monochroom of kleur, in het verdere verloop is enkel naar kleurencamera's
gekeken.
Dan is er ook de opdeling in de manier waarop de camera zijn uitvoer genereert. Hier
zijn er verschillende mogelijkheden: digitaal of analoog. Wat de digitale camera's
betreft zijn er o.m. volgende mogelijkheden: USB, parallel en FireWire. Het nadeel
aan USB en parallel is de bandbreedte, wat het onmogelijk maakt om hoge resoluties
aan 30 fps te sturen. Daarom zijn er veel camera's die een of andere vorm van
compressie gebruiken. FireWire daarentegen is sneller (wat de nood aan compressie
opheft) en begint ook populairder te worden. Wat volgt is een korte beschrijving van
die camera's.
Merk op dat sommige camera's zeer goedkoop zijn, maar dit kan vaak ook gezien
worden aan de kwaliteit van het beeld. Camera's die goedkoper zijn gebruiken vaak
CMOS, duurdere modellen gebruiken CCD. In de lijst van digitale camera's zijn drie
CMOS toestellen opgenomen en twee CCD toestellen.
10
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Logitech
QuickCam Pro
interface:
Parallel (EPP/ECP) en USB
max resolutie: 640x480
max kleur:
30 bpp
max framerate:30 fps
prijs:
$120
vereisten:
drivers:
100Mhz Pentium
Win95/98
nota:
- drivers zullen dus zelf geschreven moeten worden. Indien er
een USB versie gekocht wordt: USB ondersteuning!!
- Logitech is niet echt "developer-friendly": ze geven geen of
bijna geen specificaties.
Creative
Video Blaster Webcam 3.0
interface:
parallel (EPP/ECP) en USB
max resolutie: 640x480
max kleur:
24 bpp
max framerate:15 fps @ 640x480
30 fps @ 352x288
prijs:
$59
vereisten:
drivers:
133Mhz Pentium
Win95/98
nota:
<zie hierboven>
- Ik heb die camera zelf gekocht en de kwaliteit van het beeld
valt wel mee, maar het is toch niet optimaal.
- Creative (en meer bepaald de constructor van de beeldchip)
zijn alleszins meer "developer-friendly" dan Logitech. Er is
wel wat informatie te vinden op het Internet over de specificatie
van de gebruikte beeldchip.
Vista Imaging (www.vistaimaging.com)
ViCAM parallel port
interface:
parallel (EPP/ECP) en USB
max resolutie: 1280x960
max kleur:
24 bpp
max framerate:40 fps @ 160x120
prijs:
$200
vereisten:
drivers:
vanaf 386
Win3.1/95/98/NT/2000
nota:
- deze camera blijkt heel goed te zijn
- maar drivers zullen zelf ontwikkeld moeten worden EN
- de fabrikant wil geen technische gegevens vrijgeven om zelf
11
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
drivers te schrijven: met de camera kunnen we helaas dus niets
doen (spijtig genoeg blijkt dit dan nog de beste parallelle
camera te zijn)
Sony
CCM-DS250
interface:
IEEE1394 (FireWire)
max resolutie: 640x480
max kleur:
YUV 4:1:1 @ 640x480
YUV 4:2:2 @ 320x240
YUV 4:4:4 @ 160x120
max framerate:30 fps
prijs:
37000BEF (prijsofferte van Sony Brussel)
vereisten:
drivers:
een FireWire kaart
-
nota:
- met de camera is het ook mogelijk te zoomen (x12), focussen,
…
- volledige "remote" controle over sluitertijd, zoom, focus,
helderheid, …
Er is ook een bedrijf ("1STT") dat deze camera levert, samen
met een FireWire bordje. Dit bedrijf levert ook de camera
samen met een robot om het aan te sturen. Ook hier is er
gemaild om naar de prijs te vragen:
Een FireWire bordje (1394 LCN 104) kost 310 euro (275 euro
als er 3 of meer worden besteld). 1STT levert drivers voor
DOS en QNX. Het formaat van het bordje is PC/104.
Indien deze camera gekocht wordt moet er dus 925 euro voor
de camera betaald worden plus ongeveer 300 euro voor het
FireWire bordje (let wel, er is geen FrameGrabber nodig).
12
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Dan zijn er ook de analoge camera's. Deze hebben meestal een composite uitgang en
leveren een NTSC of PAL signaal. Het verschil tussen PAL en NTSC ligt in het
aantal frames per seconde en de resolutie van een frame. Het "nadeel" aan een
analoge camera is het feit dat een capture board (frame grabber) nodig is. Frame
grabbers worden verder besproken.
DBS GMBH (Imaging Source)
Dit Duits bedrijf is gespecialiseerd in alles wat met beeldacquisitie en -verwerking te
maken heeft. Het ziet er ook een zeer degelijke leverancier uit. Uit de vele camera's
die het bedrijf aanbiedt zijn de volgende geselecteerd:
DFK-4003 Color CCD camera
Specs:
Deze camera is in een aluminium kastje gestoken en kan gecontroleerd worden door
middel van een RS232 verbinding. Het signaal dat het aflevert is PAL. Als minimale
verlichting heeft het 5 lux nodig. Zijn NTSC variant heeft slecht 2.5 lux nodig. Maar
ik denk niet dat dit direkt een issue is.
Prijs: 439,71 euro (zowel voor de PAL als de NTSC versie). De lens moet apart
gekocht worden. Het bedrijf levert ook allerlei lenzen (gaande van basislenzen (100
euro) tot gemotorizeerde zoomlenzen).
13
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
DFK-6003 Color CCD Camera
Specs:
Prijs: 838 euro (zowel voor PAL als voor NTSC). Lens moet apart gekocht worden.
Vision 1 (www.vision1.com)
Hitachi VCC-151
Specs:
14
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Prijs: $625 (+$55 voor de voeding en de kabels), de lenzen gaan van $105 voor een
manuele lens tot $370 voor auto lenzen.
Marshall Electronics (www.mars-cam.com)
V-1246T
Marshall Electronics is een bedrijf gespecialiseerd in optische systemen. Ze
verkopen allerlei soorten camera's, lenzen, LCD schermen ,… De camera die
hier voorgesteld wordt is dus een van de vele mogelijkheden.
Prijs: $180
Sony
EVI-400
interface:
Composite, Y/C + RS-232 voor controle
max resolutie: 768x494 NTSC/ 752x582 PAL
extra's:
zoom (12x), motorized focus (AutoFocus ook aanwezig),
lichtgevoeligheid: 1 lux
opmerking: deze camera onderscheidt zich van de andere analoge camera's
door de volgende karakteristieken:
- manuele en auto focus
- ingebouwde zoom
- controleerbaar via seriele poort (VISCA protocol)
15
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
De prijs van zo een camera module situeert zich rond $1300.
FCB-IX47
interface:
Composite, Y/C + RS-232 voor controle
max resolutie: 768x494 NTSC/ 752x582 PAL
extra's:
zoom (18x), motorized focus (AutoFocus ook aanwezig),
lichtgevoeligheid: 1 lux
opmerking: deze camera onderscheidt zich van de andere analoge camera's
door de volgende karakteristieken:
- manuele en auto focus
- ingebouwde zoom
- controleerbaar via seriele poort (VISCA protocol)
- allerlei extra DSP funkties: freeze, B/W modus, spiegelen van beeld,
…
- tijd-, datum- en titelgenerator
De prijs van deze module situeert zich rond de $1600. Er bestaat ook een
FCB-IX470 module: deze kan in het "donker" zien door middel van infrarood.
De prijs hiervan ligt vrij hoog: $2400.
GPS
Voor embedded systemen zijn er meerdere GPS produkten beschikbaar. Er moet
vooral gelet worden op de nauwkeurigheid van het toestel. Ook het formaat waarin
de GPS receiver zijn output geeft is van belang: gestandaardiseerde formaten genieten
de voorkeur omdat het dan ook gemakkelijker is om aan de data van de GPS receiver
te geraken. Andere aspecten die van belang kunnen zijn is de synchronizatietijd die
nodig is voordat de ontvanger signalen kan ontvangen, de tijd die nodig is om te
hersynchronizeren bij signaalverlies, de eventuele mogelijkheid om "slechte" signalen
weg te filteren, … Vooral het opstarten van een receiver kan tijd in beslag nemen: 5
minuten indien de receiver niets van zijn omgeving weet, 1.5 minuut tot 45 seconden
indien bepaalde data bekend is (zoals tijd en initiele positie) en 15 seconden indien
alle data gekend is.
16
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
SiRF FV-12 (www.sirf.com)
Het produkt dat hier voorgesteld wordt komt van SiRF en is zeer compact. Het wordt
vooral gebruikt in boten, auto's, hand-GPSes, luchtvaart, … en wordt gekenmerkt
door zijn klein formaat.
De GPS receiver heeft 12 kanalen aan boord en kan een resolutie aan van 25 meter
(zonder SA). Als men gebruik maakt van dGPS, dan is een resolutie tussen 1 en 5
meter mogelijk. De output van de ontvanger gebeurt in een binair formaat van SiRF
of in het gestandaardiseerde NMEA-1083 formaat. (NMEA staat voor National
Marine Electronics Association.)
Van deze GPS ontvanger is een evaluation kit beschikbaar. Deze kit bestaat uit een
GPS ontvanger, een antenne, handleidingen, kabels en een stroombron. De prijs
bedraagt ongeveer $400. Deze kit is wel iets groter dan bovenstaande afbeelding,
omwille van de aanwezigheid van een aantal connectoren (power, RS-232, …).
Vermits de output kan gebeuren in een gestandaardiseerd formaat zal het niet echt
moeilijk zijn om hier een driver voor te schrijven.
Garmin GPS25-LVS (www.garmin.com)
Deze receiver is gemaakt voor algemene ingebedde toepassingen en bestaat eveneens
uit 12 kanalen. Het biedt ook een dGPS mogelijkheid aan: de resolutie wordt dan
kleiner dan 5 meter. De output van de receiver gebeurt in het NMEA-1083 formaat
via een RS-232 poort. De prijs van deze receiver bedraagt $200 (antenne en
stroomvoorziening niet inbegrepen). Wordt verkocht op het volgende adres:
http://gpscity.securesites.com/
17
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Garmin GPS 36 TracPak (www.garmin.com)
Deze ontvanger is ongeveer analoog aan de bovenstaande, met dat verschil dat het een
beschermend omhulsel heeft en dat er een ingebouwde antenne in zit. Voor de rest
zijn de specificaties dezelfde. De prijs bedraagt $210 en is ook te verkrijgen op
http://gpscity.securesites.com/
Lenzen
Lenzen zijn er ook in allerlei maten en gewichten. Voor een standaard lens betaal je
rond de $100, voor een gemotorizeerde zoomlens betaal je $500. Dit zijn gemiddelde
prijzen en kunnen sterk varieren. In elk geval: voor $100 ben je al gediend.
Een standaardlens heeft als belangrijkste karakteristiek: je moet alles bijstellen met de
hand. Voor bewakingscamera's in banken, warenhuizen, … is dat niet echt erg omdat
de camera steeds vanuit een vast standpunt een vaste scene filmt met een vaste
belichting. In een omgeving waarin de belichting nogal kan varieren moet je ofwel
met de hand bijstellen, ofwel kan je gebruik maken van een automatisch diafragma.
Zo'n lens zal rond de $200 liggen. Merk op dat je dan nog steeds de focus met de
hand moet bijregelen. Er bestaan ook lenzen met een gemotorizeerde focus (de Sony
FireWire camera is daar een voorbeeld van: deze heeft een gemotorizeerde focuslens),
en daarvan ligt de prijs nog iets hoger.
Als laatse lenzen zijn er dan de zoomlenzen, deze kan je ook handmatig instellen of ze
kunnen ook gemotorizeerd zijn. Deze gemotorizeerde zoomlens ligt rond $500.
Er zijn natuurlijk nog duurdere modellen, maar deze zijn vooral bedoeld voor
toepassingen waarbij uitstekende kwaliteit een belangrijke rol speelt. Vaak betaal je
ook het "merk".
FrameGrabbers:
Indien een analoge camera gekocht wordt is er ook een bordje nodig dat de beelden
digitaliseert. Er zijn heel wat leveranciers van zo'n framegrabbers, maar in dit
document is vooral gekeken naar PC/104 framegrabbers. Het is mogelijk om een
gewone PCI framegrabber (beschikbaar voor de gewone PC) te pluggen op PC/104
(Plus) door middel van een adapterkaart. Zo'n kaart kan gekocht worden bij Douglas
Electronics voor een prijs rond de $190.
18
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Imagenation (www.imagenation.com)
Dit bedrijf levert frame grabbers voor verschillende busses, waaronder PC/104 en
PC/104 Plus. Bordjes voor de PC/104 bus laten enkel toe om grijswaarde-beelden te
digitaliseren. Het bordje dat hier voorgesteld wordt laat toe om ook kleurenbeelden te
digitaliseren, gebruik makende van de PC/104 Plus bus.
PXC-200
Framerate:
Capture resolutie:
Bits per pixel:
Input:
Onboard geheugen:
Formaat:
30 fps
768x476 (PAL), 640x480(NTSC)
32 bpp kleur, 8 bpp mono (YUV or RGB)
PAL, NTSC en S-Video (4 inputs)
?
PC/104
Prijs:
$495
Omgeving:
DOS/Win3.1/Win95/WinNT en QNX!!
Opmerking:
Dit is het enige gevonden bord dat QNX ondersteunt
(wellicht nog niet QNX Neutrino)
InSync Technologies Inc. (www.imageio.com)
Dit bedrijf levert PC/104 modules die toelaten om beelden te "grabben" in 24 bits
kleur (of 8 bits monochrome). De bordjes hebben geen PC/104 Plus bus nodig: ze
gebruiken de 16 bit PC/104 bus. InSync levert vooral NTSC bordjes, PAL is ook
beschikbaar maar dan moet men minstens 25 bordjes per jaar bestellen.
ITI-104-00 (NTSC)
Framerate:
Capture resolutie:
Bits per pixel:
Input:
Onboad geheugen:
Formaat:
30 fps
640x480
24 bpp kleur, 8 bpp mono (YUV of RGB)
3 composiet, 1 S-Video
2 Mb
PC/104
Prijs:
$1000 voor 1 bord
$500 per bord als men er 5 bestelt
Omgeving:
DOS/Win95
Opmerking:
- broncode is beschikbaar om eventueel te porten naar
andere systemen.
- de PC/104 bus kan een bottleneck zijn (vooral als je
30 fps wil halen gebruik makende van 640x480 frames).
19
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Sensoray
Sensoray is een bedrijf dat gespecialiseerd is in analoog-digitaal omzettingen. Het
biedt ook PC/104 formaat framegrabbers aan die gebruik maken van de PC/104 Plus
bus. Het volgende bordje kan zowel PAL als NTSC aan (en andere formaten):
Framegrabber Model 311
Framerate:
Capture resolutie:
Bits per pixel:
Input:
Onboard geheugen:
Formaat:
Prijs:
Omgeving:
Opmerking:
30 fps (NTSC)
25 fps (PAL)
768x576 (PAL)
640x480 (NTSC)
8 bits voor Y, 8 bits voor U, 8 bits voor V (ook RGB)
2 composiet, 1 S-Video
FIFO (560 bytes), als de buffer vol is kan de processor
ze ophalen of het bordje kan het zelf wegschrijven
zonder tussenkomst van de processor.
PC/104
$365 voor 1 bord
$335 voor 2 tot 9 borden (per bord)
DOS, Windows en Linux
- er zijn ook 8 digitale IO lijnen om bijvoorbeeld de
camera aan te sturen.
- ziet er een goed kaartje uit, maar we moeten wel aan
de specificaties geraken om een driver te schrijven.
20
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Totaalprijzen (voor een volledige configuratie)
Hieronder volgt nog even een korte samenvatting van de prijzen per item.
Item
Bordje
VersaLogic Panther 266Mhz AMD
VersaLogic Panther 266Mhz AMD LP
Arcom SBC-MediaGX DK for QNX
RTOS
QNX RTOS v4.x
QNX Neutrino
QNX RTOS Development package
QNX docs
Java
TAO J-Engine
Camera
Logitech QuickCam Pro (parallel)
Creative Webcam 3.0 (parallel)
Vista Imaging ViCAM (parallel)
Sony CCM-DS250 + FireWire bordje
DBS DFK-4003 (zonder voeding)
DBS DFK-6003 (zonder voeding)
Hitachi VCC-151 (zonder voeding)
Marshall Electronics V-1246T (zonder voeding)
Sony EVI-400
Sony FCB-IX47
Lenzen
Rainbow 1/3" Motorized Zoom Eco Line (Auto Iris)
Rainbow 1/3" Vari Focal
Rainbow 1/3" Fixed Focal Length (4mm)
Framegrabber
Imagenation PXC200
InSync Technologies ITI-104-00 (NTSC)
Sensoray Model 311
Touchscreen
EZ Screen LCD 6,5"
Scherm
NEC TFT 6,5"
Beweegbaare "arm"
Directed Perception (Base Model)
MovingCam MC2000
GPS
SiRF FV-12 Development Kit
Garmin GPS25-LVS (zonder antenne)
Garmin GPS 36 TracPak
Prijs
1058
1200
625
29
29
288
288
52
138
68
230
925 + 310(1)/275(>2)
440
838
719
207
1495
1877
591
106
82
570
1150(1)/575(5)
420(1)/386(>1)
275
500
2415
92
400
200
210
De prijs van een volledige configuratie zal in eerste instantie sterk afhankelijk zijn
van de gebruikte camera. De verschillende mogelijkheden ivm camera's worden
verder besproken, eerst wordt er naar de keuze van de basisconfiguratie gekeken:
21
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Bordje:
Arcom SBC-MediaGX for QNX
reden: dit bord heeft een krachtige processor, heeft een heel aantal
extra's (Flash, touchscreen connector, USB, …), is compatibel met
QNX en wordt geleverd in een development package. Daarnaast valt
de prijs ook nog mee.
RTOS:
QNX
reden: QNX is een bekend RTOS en wordt al in vele applicaties
gebruikt. Het is ook een volwassen RTOS, waarvoor een heel aantal
drivers beschikbaar zijn. QNX heeft ook educationele prijzen.
Java:
TAO J-Engine
reden: op het vlak van Java hebben we vandaag de dag nog niet veel te
kiezen. TAO J-Engine kunnen we alleszins al gebruiken (voor de prijs
hoeven we het niet te laten).
Scherm:
NEC TFT LCD 6,5"
reden: dit scherm wordt ook geleverd door de leverancier van het
MediaGX bord en werkt er zeker mee samen.
Touchscreen: EZ Screen LCD 6,5"
reden: 6,5" touchscreens komen niet vaak voor, en als ze ergens
beschikbaar zijn , moet men ze in grote hoeveelheden aankopen. Bij
deze leverancier moet dit niet. Daarnaast is het protocol dat de
controller gebruikt ook vrijgegeven (zodat we zelf onze driver kunnen
schrijven).
GPS:
Garmin GPS25-LVS
reden: de meeste GPS ontvangers hebben dezelfde karakteristieken als
deze. Er is niet echt een reden om deze ontvanger "beter" te kwoteren
dan zijn concurrenten, behalve misschien dat de prijs nog wel meevalt.
De prijs van een volledige configuratie (= basisconfiguratie en camera (en eventuele
grabber)) zal tussen 2500 en 4500 euro liggen. In deze prijs is het RTOS (OS zelf,
ontwikkeltools en documentatie) ook inbegrepen.
Voor 2500 euro is er al een vrij goede configuratie beschikbaar, maar de kwaliteit van
het beeld is misschien niet optimaal vermits het over een "goedkope" camera gaat.
Dit kan problemen geven indien er ruisgevoelige algoritmen moeten losgelaten
worden op de beelden.
Voor 3200 euro is er al een betere oplossing die gebruik maakt van een goede analoge
camera en een frame grabber. Dit kan je ook al hebben voor 3000 euro, maar de
22
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
gebruikte camera lijkt me niet echt kwaliteitsvol (hiermee ga ik enkel af op het
uitzicht van de camera!). Merk op dat de lens van een analoge camera ook vrij
belangrijk is; in de prijs is een standaardlens inbegrepen (handmatige focus,
handmatig diafragma, geen zoom). Een zeer goede oplossing die gebruik maakt van
een Sony camera met ingebouwde zoom en autofocus zal rond de 4500 euro liggen.
Voor 3500 euro heb je een volledig digitale configuratie met een FireWire camera en
een FireWire PC/104 bordje. De camera ziet er goed uit met gemotorizeerde zoom en
gemotorizeerde focus die je remote kan regelen. Voor een nog betere digitale
configuratie moet er 4900 euro betaald worden. Deze maakt gebruik van een Sony
DFW-VL500 FireWire camera (met geintegreerde zoom). Deze camera werd niet
opgenomen in het document.
Volgende tabel geeft dit allemaal in detail weer. Merk op dat de prijs sterk stijgt
naarmate de gewenste kwaliteit toeneemt.
Configuratie
Lage kwaliteit digitaal
Hoge kwaliteit digitaal (+zoom)
Lage kwaliteit analoog
Bordje
RTOS
Java
Camera
Lens
Framegrabber
Touchscreen
Scherm
GPS
Arcom SBC-MediaGX for QNX
QNX
TAO J-Engine
Creative WebCam 3
n.v.t.
n.v.t.
EZ Screen LCD 6,5"
NEC TFT LCD 6,5"
Garmin GPS25-LVS
Arcom SBC-MediaGX for QNX
QNX
TAO J-Engine
Sony CCM-DS250 + FireWire bordje
n.v.t.
n.v.t.
EZ Screen LCD 6,5"
NEC TFT LCD 6,5"
Garmin GPS25-LVS
Arcom SBC-MediaGX for QNX
QNX
TAO J-Engine
Marshall Electronics V-1246T
n.v.t.
Imagenation PXC-200
EZ Screen LCD 6,5"
NEC TFT LCD 6,5"
Garmin GPS25-LVS
Totale prijs
2354
3521
3008
Configuratie
Hoge kwaliteit analoog
Hoge kwaliteit analoog + zoom
Hoge kwaliteit analoog + zoom/AF
Bordje
RTOS
Java
Camera
Lens
Framegrabber
Touchscreen
Scherm
GPS
Arcom SBC-MediaGX for QNX
QNX
TAO J-Engine
DBS DFK-4003
Rainbow 1/3" Vari Focal
Imagenation PXC-200
EZ Screen LCD 6,5"
NEC TFT LCD 6,5"
Garmin GPS25-LVS
Arcom SBC-MediaGX for QNX
QNX
TAO J-Engine
DBS DFK-4003
Rainbow 1/3" Motorized zoom + control.
Imagenation PXC-200
EZ Screen LCD 6,5"
NEC TFT LCD 6,5"
Garmin GPS25-LVS
Arcom SBC-MediaGX for QNX
QNX
TAO J-Engine
Sony EVI-400 (of EVI-401)
n.v.t.
Imagenation PXC-200
EZ Screen LCD 6,5"
NEC TFT LCD 6,5"
Garmin GPS25-LVS
Totale prijs
3247
4216
4351
noot: AF staat voor Auto Focus
Opmerking: bij deze configuraties is nog geen robotarm opgenomen; de prijzen
hiervan varieren van $80 tot $2700 afhankelijk van de gewenste kwaliteit. Een
robotarm van $2000 is overkill, zo'n arm is vooral nodig in industriele toepassingen
waarbij de camera zeer nauwkeurig moet gepositioneerd worden. Er bestaan dus ook
goedkopere oplossingen.
23
SEESCOA
Hardware voorstel
___________________________________________________________________________________
Voorstel van een configuratie
Een goede keuze lijkt ons de "hoge kwaliteit digitale camera" omwille van de
volgende redenen:
- de goede kwaliteit van het beeld: dit is van belang voor de
beeldverwerkingsalgoritmes.
- de extra's: remote controle van zoom, focus, belichting, …
- FireWire is een nieuwe technologie die meer en meer opgang aan het maken is:
daarom is het misschien goed om al wat vooruit te kijken, anders riskeren we over
4 jaar met verouderde hardware te zitten.
Een alternatief is de "hoge kwaliteit analoge camera" omwille van de volgende
redenen:
- de goede kwaliteit van het beeld.
- een analoge camera heeft ook een lagere minimale lichthoeveelheid nodig (rond
de 5 lux tegenover 30 lux voor de Sony CCM-DS250 FireWire camera)
- het kopen van een zoom-lens maakt de gehele oplossing misschien wat duur, maar
zo'n zoomlens kan eventueel nog altijd achteraf aangekocht worden.
De reden waarom voor de digitale camera wordt gekozen heeft vooral te maken met
de ingebouwde zoom, focus en diafragma. Hetzelfde bij een analoge camera maakt
het geheel zo'n 700 euro duurder. Voor de 700 euro krijg je natuurlijk wel wat meer
kwaliteit. Als je dan nog auto focus wil: dan betaal je nog eens zo'n 200 euro extra.
De auto focus funktie is spijtig genoeg niet aanwezig bij de FireWire camera's.
24