Bil med trailer lastad med mätinstrument för synkrona mätningar

Test av vår senaste produkt

På BitSim är vi vana att skapa mycket små saker, som till exempel små kretskort med minimala elektronikkretsar på. När vi behövt använda en linjal större än 10 cm har vi tyckt att produkten är stor. Men inte nu längre. Under oktober gjorde vi valideringstestet på vår senaste produkt som är bra mycket större.

Produkten är gjort för att kunna göra synkrona mätningar och överföringar trådbundet över lång distans. Alla sensorer, i det här fallet hydrofoner, sitter i en serie och skickar vidare sina egna och andra enheters mätvärden. För prototypen behövde vi 500 meter (i framtiden 1-2 kilometer) mellan kontrollelektroniken och den första ”noden” som tar mätvärden från hydrofoner och skickar data till sensornoden. Många sensornoder kopplas sen ihop. Ja, det var i alla fall tanken, nu skulle vi bekräfta att det fungerar.

Vi har tillsammans med vår partner Geofysikinstitutionen på Uppsala universitet testat systemet. Du kommer ihåg att vi är vana vid små produkter? Den här var så stor så att vi behövde ett släp för transporten. Eftersom vi slutmonterat systemet i Uppsala åkte vi dit och hjälpte till att packa ihop och lasta släpet. Efter att ha läst släpets manual några gånger och ett antal försök, fick vi upp systemet på trailern och var därmed redo för resan.

Bil med trailer lastad med mätinstrument för synkrona mätningar

Mot Ludvika för valideringstest

När vi kom fram till hotellet var det mörk och vi var hungriga. Några av oss hade varit i Ludvika tidigare och kände till en bra pizzeria. Jag ska inte gå in på detaljer, men nu har vi alla minnen av den restaurangen, därefter jämfördes alla måltider med den första pizzamåltiden i Ludvika.

Dagen efter var det dags att leta upp platsen där våra tester skulle köras, någonstans i skogen över Ludvikas gruvor. Det hade regnat och skogsvägen var väldigt blöt, men vi lyckades hitta dit.

Skogsväg med vattenpölar

Hydrofoner på skogsväg

Vi började packa upp medan några av oss kollade om borrhålet var blockerat medan andra gick på jakt efter generatorn. Jag började sätta upp tältet, jag hade kommit halvvägs när det började regna igen. Jag minns att jag tänkte ”Jag behöver inte stå i regnet när jag satt i sista tältpinnen”. När tältet var uppsatt tänkte jag ”Varför regnar det in i tältet?” Ibland alla medhavda saker fanns även en presenning som vi täckte tältet med, därmed höll vi både oss själva och datorerna torra.

Efter att vi kunnat konstatera att det inte var något stopp i borrhålet ner till 500 meter, så skickade vi ner sensorerdelarna ner i hålet.

BitSims borrhålssystem ovan borrhål

Sista noden på väg ner i borrhålet.

Jag ska berätta lite mer om vad vi skulle göra. Systemet kommer att användas för att skapa en bild av jorden under ytan genom att använda ett befintligt borrhål. Jag vet inte mycket om hur geofysiker skapar en sådan bild, men jag har sett grafer som ser ut som det du ser på gamla seismografer. (som användas för att mäta jordbävningar). Tanken är att vi ska skapa minijordbävningar och sedan fånga ljudvågorna som skapats. Hålet är fyllt med vatten, så att hydrofonerna kan spela in ljudvågorna. Detta krävde att vi var tvungna att köra runt med en tung Bobcat som släppte ner en flera hundra kilos vikt. En bild här intill visar denna Bobcat.

Teamet kopplar på vikt på bobcaten

Här kopplas vikten på bobcaten

Vi har gjort två olika tester. På det ena testet flyttades hydrofonerna upp och ner, och på det andra testet var det var bobcaten som rörde sig. Varför hydrofonerna skulle flyttas? Prototypen har 5 av hydrofonerna på ett 10 meters intervall. Vid en dataanalys behövs fler hydrofoner. Systemet är förberett att kunna koppla in fler hydrofoner, men ett alternativt sätt att mäta på är som att ta en panoramabild med en mobiltelefon. Dvs ta ett en bild, flytta lite, ta en till bild osv. På detta sätt kunde vi mäta upp hela hålet. Turligt nog satt kablarna till hydrofonen på en motoriserad trumma som vi körde, uppåt och neråt.

Rigg för hydrofon

Väntan inför nästa gång hydrofonen skall flyttas

Efter att ha testkört i två dagar var vi nästan klara, vi fattade beslut om att fortsätta efter mörkrets inbrott för att bli klara, vilket vi blev. Efter att ha packat allt och reparerat hålen från bobcat-hammaren var fälttestet klart. Därmed blev det lite tid över för att göra något annat dagen där på. Eftersom vi hade arbetat med ny teknologi för råvaru- och gruvindustrin de sista dagarna, så tänkte vi ta en titt på gammal teknologi innan vi körde hem.

Mätinstrument för borrhål på vägen

På väg för att titta på gammal teknologi

Vi körde till Klenshyttan för att titta på bland annat masugnen,på deras websida kan du läsa mer. Efter detta besök var det slut på Ludvikaresan.

Jasså, du funderar på övriga måltider? Jag tycker både den grekiska restaurangen i centrum och den svenska restaurangen i hamnen hade bra mycket bättre mat. Fast jag glömmer inte pizzastället!

När jag skriver den här texten, är den insamlade datan redan analyserad och vi vet att systemet fungerar. Geofysikerna planerar redan att ta prototypen med till ett nytt ställe nästa år.

 

 

 

 

 

 

Geofysisk utforskning i borrhål

BitSim utvecklar ett system för geofysisk utforskning i borrhål med hjälp av en kedja av hydrofoner och digitala kommunikations enheter. Detta görs i samarbete med ett EU-sponsrat projekt kallat Smart Exploration. Denna video är från ett fält-test som nyligen utfördes. Anton Lindström från BitSim och Christopher Juhlin från Uppsala Universitet förklarar hur systemet fungerar.

Kameraelektronik

BitSim utvecklar elektronik åt produktföretag, ofta med fokus på Imaging och Edge Computing. Vi ser ett ständigt inflöde av nya sensorer, gränssnitt och nyckelkomponenter. Med dessa korta rader vill vi berätta vad vi tycker är intressanta på marknaden, men även ta upp erfarenheter, svårigheter och saker att tänka på. Och vi diskuterar förstås gärna dina särskilda behov och lösningar.

 

Sensorer
Det kan vara riktigt svårt att få igång sensorer med all konfiguration, som ibland till och med är odokumenterade. Som exempel har redan gamla sensorn Omnivision 5645, hundratals register som till stor del måste vara konfigurerat på helt rätt för att få ut en bild.

  • BitSim har utvecklat en kamera med Sonys IMX290-sensor som har väldigt goda ljusegenskaper, dvs klarar av svåra ljusförhållande. Den har 10/12-bitars ADC, MIPI-gränssnitt, upplösningen upp till 1080p, upp till 120 fps. På högkant blir det 1109×1945 pixlar. Den har även ett par HDR-varianter för ytterligare ljusförbättrande egenskaper.
  • FLIR:s IR-sensor, Lepton, är en förhållandevis billig variant som kan användas separat eller ihop med vanliga CMOS-sensorer för att extrahera ytterligare information i bilden genom s.k. image fusion.
  • CCS Vi på BitSim hoppas att sensor- eller modulleverantörerna anammar MIPI:s egna initiativ, CCS – Camera Command Set: https://mipi.org/specifications/camera-command-set. Idén är att snabbt få igång en sensor med dess basfunktionalitet utan specifika SW-drivrutiner. Typiska kommandouppsättningar kan vara att ändra upplösning, frame rate och exponeringstid, men även mer avancerade funktioner såsom autofokus och single eller multiple HDR.

Adapterkort
Ständigt en komplicerande faktor i utvecklingsprojektet med extremt små kontakter som lätt går sönder, sitter fast för dåligt, med mera, särskilt under utvecklings- och prototypfasen.

  • Vi har tagit fram ett tiotal olika sensordapterkort som passar utvecklingskort från Xilinx, NXP och Technexion m fl, för snabb prototyping. Det är en hel del att tänka på innan dessa små adapterkort fungerar bra, då det oftast är olika typer av kablar, kontakter och storlekar som behövs.

Gränssnitt

  • 4K Video BitSim har implementerat 4K@60 Video, dvs HDMI ut från en FPGA. I det projektet delade vi upp kameran i två fysiskt separerade delar, Front end (kamerasensor) och Back end (processingsenhet) med Aurora emellan, dvs Xilinx höghastighets-serieprotokoll.
  • MIPI CSI-2 Vi har vidareutvecklat vårt egna kameragränssnitts-IP, som nu stödjer FPGA:er med inbyggda D-PHY IO:n (varken externa motståndsnät eller Meticom-kretsar behövs), t ex Xilinx UltraScale+/MPSoC. Nu kan ni få 2.5Gb/s per lane!

Processing (plattformar & algoritmer)
Ett alternativ för att processa bildkedjan är en kombinerad CPU och FPGA-krets, t.ex. Zynq/MPSoC med processning i C/C++ och VHDL.

  • Vi har arbetat med Python och C/C++ och det öppna bildbiblioteket Open CV för att behandla innehållet i bilden. Med Xilinx Vision (HLS Video bibliotek) finns även möjlighet att använda hårdvaruaccelererade OpenCV-anrop.
  • Ett annat alternativ är att processa i en SoC-krets, dvs med en ARM-CPU, programvara och inbyggda fasta acceleratorer. NXP (fd Freescale) har haft stor framgång med i.MX6-familjen. Sedan ett par år tillbaks finns nästa generation, i.MX8. Vi har jobbat med den i över ett år nu, och nu börjar NXP:s bibliotek, dokumentation och forum, bli riktigt användbara.
  • Vi har en komplett videokedja, dvs från glas-till-glas (sensor till skärm), via MIPI CSI-2, V4L och Gstreamer med H.264-komprimering, via Ethernet till skärmen.

Är du intresserad eller har frågor? Hör av dig!

 

CERN

Samarbete om maskininlärning på CERN

CERN, forskningsanläggningen i Schweiz och Zenuity, ett nytt ADAS- och AD-programvaruföretag som ägs av Volvo och Autoliv, har annonserat ett samarbete om maskininlärning baserat på hårdvaruacceleration. Det här är exakt det område vi på BitSim tagit fram i vår nya plattform Spiderpig. Idén är att använda befintliga mjukvarubibliotek och Python-språket för att snabbare utveckla områden såsom avancerad objektigenkänning och maskininlärningsapplikationer. Läs mer här

Detta tillkännagivande från CERN och Zenuity visar på de möjligheter vi på BitSim ser när det gäller att accelerera maskininlärning inom hårdvara. Läs mer här

 

CERN

embedded_conference_2019

Embedded Conference Scandinavia 2019

Vi ställer ut på Embedded Conference Scandinavia – Europas största embedded mässa.
Kom och se och diskutera mer om kamerasensorer och gränssnitt (MIPI CSI-2), edge computing och accelererad bildbehandling samt ormar.

5-6 November 2019, Kistamässan – Stockholm, monter nummer 36.
Vi kommer att hålla en presentation: How to accelerate the development of your embedded visions system.