Ao conectar uma câmera industrial a um drone, você precisa escolher a interface e o cabo apropriados com base no tipo de câmera, em suas funções e na arquitetura de hardware do drone. A seguir, são seguintes soluções de conexão comuns e considerações importantes:
1. Tipos de interface comuns
1. USB 3. 0/3.1 (tipo C)
- Objetivo: transmissão dos dados da imagem (até 5-10 Gbps).
- Requisitos de cabo: curta distância (<3 m), shielded twisted pair cable, lightweight design.
- Cenários de aplicação: câmeras leves visíveis de alta resolução (como a Sony RX 0), pequenas câmeras multi-espectrais.
NOTA: Atenuação fácil de sinal de longa distância, precisa adicionar repetidor ou usar cabo ativo.
2. Gige (Gigabit Ethernet)
- Uso: transmissão de dados de longa distância (dentro de 100 metros, 1 Gbps).
- Requisitos para o cabo: CABO CAT6/CAT6A CABO DE REDE COMBLEDO, POE (energia sobre Ethernet) pode reduzir os cabos de energia adicionais.
- Cenários de aplicação: LIDAR (por exemplo, Velodyne), sistema de fusão com vários sensores.
NOTA: O UAV deve suportar comutadores POE ou módulos de fonte de alimentação.
3. HDMI/SDI
- Objetivo: streaming de vídeo em tempo real (1080p/4k).
- Requisitos do cabo: Linha coaxial de baixa latência (HDMI) ou cabo de interface BNC (SDI).
- Cenário de aplicação: câmera aérea (como DJI Zenmuse), monitorando a transmissão ao vivo.
Nota: O HDMI é vulnerável à interferência eletromagnética e requer blindagem.
4. Mipi csi -2
- Objetivo: Câmera incorporada diretamente conectada ao controle de vôo (como Raspberry Pi ou Nvidia Jetson).
- Requisitos de cabo: cabo plano flexível (FFC/FPC), o comprimento é geralmente<30cm.
- Cenário de aplicação: câmeras de computação de borda leve leve (como câmeras zed stereolabs).
Nota: A interface CSI é reservada para a placa de controle de vôo e é aplicável apenas a sistemas incorporados.
5. Coaxpress (CXP)
- Uso: câmera industrial de velocidade ultra-alta (6,25 Gbps/ canal, superposição multicanal).
- Requisitos de cabo: linha coaxial (suporta longa distância, forte anti-interferência).
- Cenário de aplicação: câmeras de inspeção de alta velocidade (como a Photron SA-Z Series).
NOTA: É necessário um cartão de captura especial, o custo é alto.
2. Demanda da fonte de alimentação
- Cabo de alimentação independente:
As câmeras com alto consumo de energia (como os imagens térmicas) precisam ser alimentadas separadamente e os cabos de energia de 12V/24V DC são comumente usados.
Requer divisor de bateria do drone ou baterias montadas adicionais.
- Poe (poder sobre Ethernet):
As câmeras de interface gige podem ser alimentadas por um cabo de rede (como o Flir Blackfly S).
- Fonte de alimentação USB de baixa potência:
USB 3. 0 fornece fonte de alimentação de 5V/1A para pequenas câmeras.
3. Interface de sincronização e gatilho
- GPIO (entrada/saída geral):
Para controle de vôo e sincronização de hardware da câmera (como gatilho do obturador).
Os pinos PWM/GPIO do controle de vôo precisam ser conectados com DuPont ou fios de tira personalizados.
- PPS (pulsos por segundo):
A sincronização de registro de data e hora (precisão ± 1μs) é fornecida via módulo GPS.
- Cabo de gatilho de hardware:
Quando várias câmeras trabalham juntas, é necessária uma linha de sinal de gatilho mestre/escravo (como uma matriz de câmera multi-espectral).
4. Instale componentes adaptativos
- Conector à prova de choque:
Use um plugue de aviação com uma trava de mola (como o conector Lemo ou M12) para impedir que a vibração faça com que ele caia.
- Blindagem eletromagnética:
O cabo é embrulhado com uma camada trançada de metal ou anel magnético para reduzir a interferência do motor do drone.
- Gerenciamento de cabos:
Os cabos são fixados com os cabos do cabo de nylon e os tubos de encolhimento de calor para evitar enredar a hélice.
5. Exemplos de configuração típicos
- Cenário de aplicação Tipo de câmera Esquema de interface Seleção de cabos
- Agricultura de precisão Gige de câmera multi-espectral + POE Power CAT6A Cabo de rede blindado
- Câmera de imagem térmica de inspeção de energia USB 3. 1 + Independente Cabo de alimentação de 12V Tvar
- Inspeção industrial de alta velocidade Coaxpressa de alta velocidade + linha de sinal de gatilho linha coaxial + linha gpio
- Câmera de computação visual de borda visual incorporada mipi csi -2 + gpio sincroniza a fiação flexível da FFC
6. Precauções
- Peso e espaço: o cabo demais ou muito longo pode afetar a resistência e a estabilidade do drone.
- Compatibilidade do protocolo: verifique se o sistema de controle de vôo suporta protocolos de comunicação da câmera (por exemplo, UVC, genicam).
- Dissipação de calor: interfaces de alta potência (como Coaxpress) precisam considerar o projeto de dissipação de calor.
- Backup redundante: links duplos (como HDMI+USB) podem ser usados para evitar interrupções de sinal em tarefas críticas.
Através da seleção razoável de interfaces e cabos, a integração eficiente de câmeras e drones industriais pode ser alcançada para atender às necessidades de aquisição de dados de diferentes cenários.
