近年來，家庭健身被廣泛關(guān)注，家庭場景下要想得到真正便捷、高效、具有沉浸感的健身體驗(yàn)，離不開AI健身攝像頭和電視大屏。隨著家庭健身需求的多元化，以及各類智能終端的不斷出現(xiàn)，可以為家庭健身場景進(jìn)行智慧化賦能的智能攝像頭，也在成為家庭健身愛好者的最佳選擇，因此本文設(shè)計(jì)一款A(yù)I 健身攝像頭，滿足用戶家庭健身的需求。
1 整機(jī)系統(tǒng)方案
整體系統(tǒng)方案通過格科微GC4C33 采集健身愛好者運(yùn)動(dòng)信息，然后把信息輸入到瑞芯微RK3566，RK3566將收集的健身愛好者運(yùn)動(dòng)信息與運(yùn)動(dòng)健身App、AI 算法融合，最后通過HDMI 輸出到電視大屏上。系統(tǒng)采用Type-C 供電，并帶有音頻接口。整機(jī)系統(tǒng)方案如下：
2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
硬件主控采用瑞芯微RK3566 方案，傳感器使用格科微GC4C33。瑞芯微RK3566 芯片是一款專為消費(fèi)類行業(yè)應(yīng)用打造的通用型SoC。CPU 采用4 核A55 架構(gòu)處理器，集成G52 圖形處理器，內(nèi)置獨(dú)立的NPU，運(yùn)行安卓11。RK3566 有著十分強(qiáng)大的視頻解碼能力。支持4K H.264/H.265/VP9 等多種格式高清解碼，支持多路視頻源同時(shí)解碼，如支持8~10 路1 080P H264/H265。RK3566 支持HDR10，色彩、動(dòng)態(tài)范圍具有優(yōu)良的表現(xiàn)，支持圖像后處理、解交織、去噪、色彩增強(qiáng)、超分辨率。RK3566 采用全新獨(dú)立JPEG 解碼處理器，高效并發(fā)處理多小圖解析，支持1 080P/60 fps 的H.264及H.265 格式編碼，支持動(dòng)態(tài)碼率、幀率、分辨率調(diào)節(jié)等功能。RK3566 內(nèi)置高性能ISP，可提供8 M@30 fps處理能力，可分時(shí)復(fù)用滿足雙攝需求。支持HDR 功能，讓逆光或強(qiáng)光照射條件下的圖像也清晰。支持雙路同時(shí)縮放輸出功能，支持噪點(diǎn)消除功能，讓弱光條件下的圖像也細(xì)膩。RK3566 支持去霧功能，霧霾天也能看得清，支持橫向矯正LDCH, 去除傳感器鏡頭帶來的畸變。RK3566 最大支持2 路CSI(2Lane) + 1 路DVP 接口攝像頭同時(shí)輸入。
GC4C33 是一款高品質(zhì)400 萬像素的CMOS 圖像傳感器，適用于攝像頭產(chǎn)品、AI 健身、數(shù)碼相機(jī)產(chǎn)品和手機(jī)攝像頭應(yīng)用。GC4C33 包含1 個(gè)2 560 H×1 440 V像素陣列、片上12/10 位ADC 和圖像信號(hào)處理器。高性能的全面集成使GC4C33 符合設(shè)計(jì)要求，減少了實(shí)現(xiàn)過程。它提供具有MIPI 接口的RAW12 和RAW10 數(shù)據(jù)格式。有1 個(gè)常用的兩線串行接口供主機(jī)控制整個(gè)傳感器的運(yùn)行。
PCB 設(shè)計(jì)好壞直接影響產(chǎn)品開發(fā)的成敗，其中電源，時(shí)鐘和傳感器的mipi 信號(hào)設(shè)計(jì)最為重要。AVDD_PLL 與DVDD 內(nèi)核電源之間用磁珠隔離，對(duì)地濾波電容與地之間串聯(lián)1 個(gè)磁珠，串聯(lián)的磁珠盡量靠近電源管腳擺放，接地端至少留兩個(gè)地過孔。AVDD33_PLL與數(shù)字3.3 V 電源之間用磁珠隔離。AVDD33_DDR_PLL 與數(shù)字3.3 V 電源之間用磁珠隔離。晶體的XIN、XOUT、RTC_XIN、RTC_XOUT 信號(hào)走線全程做包地處理，設(shè)計(jì)時(shí)保證這些信號(hào)有完整的參考。晶振下方不能有高速信號(hào)穿過。MIPI 信號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)，差分信號(hào)以GND 為參考平面，并保持參考完整，差分信號(hào)需要做包地處理；PCB 走線小于4 英寸，差分對(duì)P/N 等長控制在±5 mil 以內(nèi)，對(duì)間以采樣差分時(shí)鐘為參考，等長控制在±300 mil 以內(nèi)。MIPI RX 差分對(duì)的PCB 走線控制差分阻抗100 Ω±10%；差分信號(hào)經(jīng)過連接器時(shí)，相鄰差分信號(hào)對(duì)之間必須使用GND 管腳進(jìn)行隔離。
3 結(jié)束語
本文硬件采用瑞芯微RK3566 方案， 軟件采用Android系統(tǒng)，用JAVA 編程語言開發(fā)，可以跨平臺(tái)移植和復(fù)用，并且可以兼容第三方在Android 系統(tǒng)開發(fā)的應(yīng)用程序。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本方案設(shè)計(jì)的AI 健身攝像頭簡單易用，得到健身愛好者的一致好評(píng)。