Gidel FantoVision20迎接高分辨率户外成像的挑战

本文由北京盈美智（Gidel 中国区代理商）为您呈现。北京盈美智是 Gidel 的授权代理商，提供 Gidel FPGA 成像平台的本地化销售与技术支持。

当我们想到户外成像时，脑海中首先浮现的挑战总是光照。刺眼的阳光、深邃的阴影、眩光以及天气的突然变化，都可能以难以预测的方式破坏图像的连贯性。但光照只是难题的一部分。在高分辨率成像中，需求会迅速增加：来自空中平台的振动、现代传感器产生的海量数据流，以及高效存储或卸载这些数据的难题，都增加了复杂性。这些因素共同使得户外成像成为视觉系统技术要求最高的环境之一。

高分辨率成像的主要挑战

· 应对极端且不一致的光照条件

·管理会导致图像模糊或失真的运动和振动

·保持高光学精度以获得的图像分辨率

·捕获并处理海量的高带宽数据流

·实时交付结果，不容许延迟

·长时间录制而不耗尽存储空间

·严格遵守严格的 SWaP 限制（尺寸、重量和功耗）

·在捕获后高效地卸载并处理数据

这些障碍中的每一个本身都意义重大。将它们组合起来，就构成了一项严峻的工程挑战。

为什么标准解决方案力不从心

大多数现成的系统——将高分辨率相机与标准记录器或 PC 配对——在受控环境中工作良好。但在户外，它们的弱点很快显现：有限的带宽、僵化的架构、受限的存储以及庞大且耗电的设计，无法满足现代任务的需求。

正是这种差距促使我们重新思考成像系统如何更高效地协同工作。

为满足实际需求而建立的合作伙伴关系

illunis 和 Gidel 携手提供一种经济高效、高性能的解决方案，该方案灵活、模块化，已为高分辨率成像、高带宽户外应用做好准备。两家公司技术之间的协同作用是此次合作强大的原因。

illunis 贡献了其在超高分辨率相机（51-250 MP）领域数十年的专业知识，这些相机采用全局快门传感器，即使在运动状态下也能消除失真并提供一致的结果。这些相机坚固耐用、重量轻、能效高，并且为定制而打造——非常适合户外部署。illunis 还提供一系列 35 毫米至大画幅的镜头解决方案，以及配备电子对焦、光圈和稳定控制功能（包括支持电动变焦 RF）的佳能 EF 和 RF 主动镜头卡口。

Gidel 提供基于 FPGA 的成像平台，用于处理海量数据流的实时采集、预处理和压缩。凭借 HDR、白平衡、动态亮度平衡和 AI 辅助图像处理等功能，Gidel 的系统能够高效管理带宽，并将记录容量扩展多达 10 倍。像 FantoVision20 这样的紧凑型边缘计算机，专为能效至关重要的低 SWaP 环境而设计。

共同地，这种合作伙伴关系弥合了原始传感器性能与现场可部署成像系统之间的差距。

实际案例：空中基础设施监测

设想一个使用 illunis EMC2-103MP 全局快门 CMOS 相机与 Gidel FantoVision20 边缘计算机搭配，来监测电力线的空中巡检任务。

应用需求

·分辨率与帧率：EMC2-103MP 通过 10GigE 接口以 7.0 fps 的帧率提供 103 MP（11276 × 9200）的图像，输出 12 位精度。每帧约 155 MB，产生 1.09 GB/s（约 8.7 Gb/s）的连续数据流。

·任务时长：以 7.0 fps 进行 3 小时的飞行将产生近 12 TB 的未压缩数据。

·运动可靠性：全局快门设计确保在无人机振动或湍流下实现无失真的捕获。

·SWaP 效率：EMC2-103MP 重 440 克，功耗约 7 瓦，重量轻且能效高，是机载载荷的理想选择。

·周转速度：任务后的数据卸载必须快速，以最大限度地减少飞行之间的停机时间。

illunis 和 Gidel 的解决方案

1、相机 – illunis EMC2-103MP 全局快门 CMOS

·103 MP 全局快门 CMOS 传感器，实现超精细、无失真的成像

·3.2 µm 像素间距，平衡了分辨率和感光度

·10GigE 接口，用于高速长距离数据传输

·440 克重量和低功耗（约 7 瓦），确保易于集成到无人机

·RF 镜头控制器，支持佳能 RF 镜头的光圈、对焦和变焦控制

2、处理与记录 – Gidel FantoVision20

·基于 FPGA 的图像采集卡，零丢帧地处理 1.09 GB/s 数据流

·实时预处理：HDR、白平衡、动态亮度平衡和即时滤波

·实时 10 倍压缩，在保持完整检测质量的同时，将任务数据从约 12 TB 减少到约 1.2 TB

·高速 NVMe 存储（持续 >1 GB/s），防止瓶颈

·紧凑型设计（约 750g，约 30 W），非常适合集成到无人机或飞机

·可选的 Jetson Orin AI 模块，支持飞行中缺陷检测和实时分析

3、实际操作中的数据流

成果：>100MP 户外成像的实时处理

通过 illunis 和 Gidel 的合作，该系统将具有挑战性的成像工作流转变为精简、可部署的解决方案：

·即使在苛刻条件下，也无丢帧或图像失真

·数据量减少 10 倍，无需频繁更换存储即可执行长时间任务

·满足 SWaP 目标，保持载荷轻便且能效高

·任务后周转时间从数小时缩短至一小时以内

团队不再需要费力应对数据过载，而是获得一个精炼、随时可分析的图像流，从而推动更快、更明智的决策。

展望高分辨率成像解决方案

户外成像不再意味着需要在性能、成本和实用性之间做出取舍。通过将 illunis 的高分辨率传感器和镜头控制技术与 Gidel 基于 FPGA 的实时处理和压缩平台相结合，集成商和开发人员现在拥有了一套为真实现场操作而构建的完整工具包。

这种合作伙伴关系建立在一个共同的目标之上：使尖端成像技术既具备技术稳健性，又具备可部署性，将复杂的任务转化为可实现且高效的解决方案。

如需了解更多技术细节或获取 Gidel 产品的选型支持，欢迎联系北京盈美智。

（单）

原创作者：北京盈美智科技发展有限公司