友思特方案
如何在嵌入式平台上部署高光谱相机
前言导读
高光谱相机在嵌入式平台部署面临通信、海量数据处理及多平台兼容性挑战。友思特eBUS软件提供专属解决方案：eBUS Rx实现传感器与嵌入式ARM平台（如Jetson、树莓派）的低功耗便捷集成；eBUS Edge则将设备转换为标准GigE Vision/GenICam设备，实现处理结果的协议打包与传输。该方案保持原有硬件连接，提升数据传输效率并降低CPU占用，强兼容性支撑其在农业、工业、交通及医疗等领域的实时嵌入式光谱成像应用。
为什么“传图”成为了工业视觉的瓶颈之一？
在嵌入式平台上部署高光谱相机，面临着诸多技术难题。如高光谱相机如何和嵌入式设备通信，产生的海量数据如何处理，处理结果如何发送给控制器等，都限制了光谱相机在嵌入式设备上的应用。同时不同的嵌入式平台各自拥有独特的硬件架构和数据处理模式，如何让高光谱相机与各类平台完美适配也成为需要考虑的问题。为解决该问题，友思特eBUS软件，为嵌入式分选和检测成像平台搭建提出专属解决方案。
如图为友思特自定义嵌入式分选和检测成像平台。自定义的分选系统由下面及部分组成：
√ 工业高光谱相机
√ 实时数据采集（如友思特eBUS Rx方案）
√ 高性能处理平台（如Nvidia Jetson系列、RK3588系列、树莓派系列）
√ 实时通信协议（如友思特eBUS Edge软件传输方案）
（1） eBUS Rx嵌入式平台数据采集
eBUS Rx是一种将任何传感器设备接入嵌入式平台的软件，任何传感器、物联网设备，不需要ARM平台的驱动，通过eBUS Rx即可接入嵌入式平台。
通过eBUS Rx，原本仅支持win系统的设备，可以成功部署在ARM上，实现低功耗、便捷式、小型化的数据传输和控制。
（2） eBUS Edge实现多平台自定义GigE Vision协议打包
eBUS Edge是一个软件平台，无需任何额外的硬件，即可将相机、成像解决方案以及嵌入式和物联网设备转换为完全符合的GigE Vision、GenICam设备。如嵌入式平台上进行AI处理后的结果，需要进一步传给后端控制器和其他系统使用，使用ebus edge，实现处理后的坐标或图像数据进行协议打包，发送。
主要特征
（1）保持原有的硬件连接
eBUS Rx基于原有的相机接口（如USB 3.0或以太网），能够将高光谱相机的输出信号转换为嵌入式平台可识别的格式。这种即插即用的设计大大降低了硬件集成的复杂性。
（2）高效数据传输
高光谱相机生成的数据量巨大，eBUS适配器通过优化数据传输协议，将CPU使用率至少降低20%以上，确保数据能够以高带宽、低延迟的方式传输到嵌入式平台。这对于实时处理高光谱数据至关重要。
（3）兼容性强
eBUS软件不仅支持与高光谱相机的直接连接，还能与多种嵌入式平台兼容。
①NVIDIA Jetson：Jetson系列设备通过其强大的GPU计算能力，能够高效处理高光谱相机采集的数据。
②Raspberry Pi：树莓派则凭借其较低的功耗和高性价比，成为了许多小型、低功耗应用的理想选择。
③瑞芯微RK3588：同时，目前最新版本的ebus已支持国产瑞芯微RK3588。
应用场景
（1）农业生产
在现代化农业生产中，通过安装在农田、温室等环境中的摄像头和传感器，实时监测农作物的生长状况、土壤湿度、气象条件等信息，为精准农业提供数据支持。eBUS 收发解决方案可以整合来自不同类型传感器（如可见光摄像头、红外热成像仪、土壤湿度传感器等）的数据，实现全方位的农业环境监测。
（2）工业生产
在现代化工业生产中，通过部署在生产线上的高精度摄像头和传感器（如激光测距仪、3D结构光模组），实时监测零部件的加工精度、表面缺陷及装配状态，为智能制造提供数据支持。嵌入式视觉系统（如Jetson AGX Orin）结合eBUS协议可以整合来自不同工位的多源数据（如可见光检测、红外热成像、振动传感器等），实现全流程的质量控制和自动化优化。
同样是把本端内存中的一段数据，复制到对端内存中，在使用了RDMA技术时，两端的CPU几乎不用参与数据传输过程（只参与控制层面路径建立）。本端的网卡直接从内存的用户空间DMA拷贝数据到内部存储空间，然后硬件进行各层报文的组装后，通过物理链路发送到对端网卡。对端的RDMA网卡收到数据后，剥离各层报文头和校验码，通过DMA将数据直接拷贝到用户空间内存中。
除了RDMA这项技术外，友思特HawkEye-20GEV采集卡也通过在板卡FPGA硬件上进行各层报文的组装，实现零拷贝数据传输。
（3）智慧城市交通管理
在智慧城市交通管理中，通过安装在路口、收费站及车载终端的多模态摄像头（如全局快门摄像头、热成像仪），实时监测车辆流量、车牌信息及行人行为，为交通调度和自动驾驶提供低延迟的决策依据。嵌入式平台（如NVIDIA Drive）结合GMSL/MIPI协议可同步处理多路视频流（如环视摄像头+毫米波雷达），实现低延迟的复杂环境感知。
（3）数字医疗
在数字化医疗场景中，通过内窥镜、手术显微镜及可穿戴设备中的微型摄像头，实时采集患者影像数据（如组织形态、血流信号），为远程诊断和机器人手术提供高精度视觉反馈。嵌入式系统通过传输协议整合多模态数据，实现术中实时AI辅助。
因此，借助eBUS，开发者能够轻松将这些设备与高光谱相机结合，开展各种嵌入式光谱成像应用。解决了数据传输、接口兼容性等问题，并为光谱成像技术的实时应用提供了强有力的支持。
友思特 方案产品套装介绍
