تتطلب الطريقة التقليدية لتقنيات التصوير الحراري المدعومة بالذكاء الاصطناعي ثلاثة مكونات منفصلة: وحدة تصوير، وكابل يربط بلوحة حوسبة، ورقاقة تسريع ذكاء اصطناعي (GPU، NPU، أو FPGA). كل مكون يزيد من الوزن، واستهلاك الطاقة، ومخاطر موثوقية الموصلات، وتعقيد التكامل. تتبع وحدة NEXUS LV0619B نهجًا مختلفًا.
ماذا يعني “الذكاء الاصطناعي المدمج” فعليًا
تدمج وحدة NEXUS LV0619B وحدة معالجة عصبية مخصصة (NPU) مباشرة على نفس لوحة الدوائر المطبوعة مع كاشف LWIR غير مبرد بدقة 640×512. تمر سلسلة معالجة الصورة — من خرج الكاشف الخام → التصحيح الإشعاعي → تصحيح عدم التجانس (NUC) → استدلال الذكاء الاصطناعي — بالكامل داخل الوحدة. لا حاجة لمعالج خارجي للكشف.
ما تخرجه الوحدة:
- تدفق فيديو حراري مصحح بدقة 640×512 (واجهة MIPI أو CML)
- نتائج الكشف: مربعات تحديد، تسميات الفئات، درجات الثقة — عبر UART/RS422
يتلقى النظام المضيف كلا التدفقين في الوقت نفسه. يمكنه عرض الفيديو أو تسجيله، والتفاعل مع أحداث الكشف دون الحاجة إلى إجراء أي حسابات ذكاء اصطناعي محليًا.
قدرات الكشف
تأتي وحدة NEXUS LV0619B مزودة بنماذج مدربة مسبقًا لفئات الأهداف الشائعة في تطبيقات الأمن والدفاع:
- كشف الأشخاص: كشف المشاة والأشخاص المستلقين، محسّن لتباين الحرارة في خلفيات متنوعة
- كشف المركبات: سيارات، شاحنات، دراجات نارية — تمييز توقيعات حرارة المركبات عن الخلفية
- كشف متعدد الفئات في نفس الوقت: كشف الأشخاص والمركبات في نفس المشهد بشكل متزامن
أداء الكشف (نموذجي، استدلال داخل الوحدة):
| فئة الهدف | مدى الكشف (نموذجي) | معدل الإطارات | زمن الاستجابة |
|---|---|---|---|
| شخص واقف | 400–700 م | 25 إطار/ثانية | أقل من 40 مللي ثانية |
| مركبة | 600–1200 م | 25 إطار/ثانية | أقل من 40 مللي ثانية |
| متعدد الفئات | أهداف متعددة | 25 إطار/ثانية | أقل من 45 مللي ثانية |
تعتمد أرقام المدى على طول البعد البؤري للعدسة وتباين الهدف الحراري. الأرقام أعلاه تستخدم عدسة 25 مم f/1.0 في ظروف حرارية معتدلة.
لماذا الذكاء الاصطناعي المدمج مهم للأنظمة المنتشرة
تقليل عرض النطاق الترددي
يتطلب تدفق فيديو حراري خام بدقة 640×512 بمعدل 30 إطارًا في الثانية حوالي 40–80 ميجابت في الثانية حسب الترميز. بينما تحتاج نتائج الكشف — مربعات التحديد مع الإحداثيات والتصنيفات — إلى أقل من 10 كيلوبت في الثانية. بالنسبة للأنظمة ذات الروابط المحدودة (شبكات لاسلكية بعيدة المدى، الأقمار الصناعية، راديوهات عسكرية تكتيكية)، هذا الفرق بين إمكانية التنفيذ وعدمها.
زمن الاستجابة
عندما يتم الاستدلال على نفس اللوحة مع المستشعر، يكون زمن الكشف إلى الإخراج أقل من 40 مللي ثانية — ما يعادل إطار فيديو واحد. التحميل على خادم بعيد يضيف زمن انتقال الشبكة ذهابًا وإيابًا قد يصل إلى مئات المللي ثانية، مما يضعف جودة التتبع وسرعة الاستجابة للتنبيهات.
الموثوقية
عدد أقل من اللوحات يعني عدد أقل من الموصلات، ومسارات الطاقة، واعتمادات البرمجيات. نظام الكشف على لوحة واحدة يلغي فئة كاملة من حالات الفشل مقارنة بتصميم متعدد اللوحات.
قابلية النشر على منصات محدودة الموارد
بالنسبة لأنظمة تثبيت الطائرات بدون طيار التي تقل عن 200 جرام، والأجهزة المحمولة يدويًا، وأنظمة المركبات الأرضية الصغيرة، قد يكون وزن وحجم لوحة الحوسبة الخارجية للذكاء الاصطناعي (عادة 100–300 جرام مع مشتت حرارة ومزود طاقة) عائقًا. تعمل وحدة NEXUS LV0619B على استدلال الكشف ضمن استهلاك طاقة إجمالي 2.5 واط — دون الحاجة إلى لوحة إضافية أو ميزانية طاقة إضافية.
دعم النماذج المخصصة
توفر IRmodules إطار عمل لنشر النماذج للعملاء الذين يحتاجون إلى تشغيل نماذج كشف مدربة مخصصًا على منصة NEXUS. تنسيقات النماذج المدعومة وأنظمة التكميم موثقة في حزمة تطوير البرمجيات (SDK) الخاصة بتكامل NEXUS. سير عمل نشر النموذج المخصص النموذجي:
- تدريب النموذج باستخدام مجموعة بيانات العميل (PyTorch أو TensorFlow)
- التصدير إلى تنسيق ONNX
- التكميم إلى INT8 باستخدام أدوات تحسين IRmodules
- النشر على الوحدة عبر أداة التحديث
يتيح هذا للعملاء تكييف الكشف المدمج مع أنواع أهداف محددة — سفن بحرية، نماذج مركبات معينة، أنواع الحياة البرية — دون تغيير الأجهزة.
التكامل مع المنصات الحالية
تعد وحدة NEXUS LV0619B بديلاً كهربائيًا مباشرًا لوحدة SPECTRA L06 (بنفس أبعاد 35×35 مم، ونفس جهد التشغيل 5 فولت تيار مستمر، ونفس واجهة الفيديو). الحاويات، والكابلات، وأجهزة التثبيت الحالية متوافقة تمامًا. إضافة خاصية الكشف تتطلب فقط اتصال UART مع النظام المضيف لاستقبال نتائج الكشف.
بالنسبة للتصاميم الجديدة، تمثل منصة NEXUS مستقبل وحدات EO/IR المدمجة والقابلة للنشر مع الذكاء الاصطناعي — حيث تزيل القيد المعماري الذي كان يجبر على الموازنة بين قدرة الذكاء الاصطناعي ووزن النظام.
