基于恩智浦MCX N947通過NPU實現(xiàn)AI咖啡膠囊識別方案
隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,各行各業(yè)都在積極探索 AI 技術(shù)的應用,以便實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型。
在消費類電子產(chǎn)品市場,AI 技術(shù)已經(jīng)成為推動產(chǎn)品創(chuàng)新和市場增長的關(guān)鍵因素,AI 技術(shù)的應用不僅能夠提升產(chǎn)品的功能水平,還為用戶帶來了更加便捷、個性化的操作以及使用體驗。
在家電領(lǐng)域,AI 技術(shù)也為產(chǎn)品提供了許多想象空間。恩智浦深耕家電領(lǐng)域,在家電產(chǎn)品中有許多 MCU 的成功案例,應用在家電的控制板、馬達驅(qū)動、屏幕顯示、觸摸按鍵等功能。
在人工智能技術(shù)飛速發(fā)展的今天,恩智浦也沒有落下,跟上時代的步伐,推出了帶有 NPU 功能,可以實現(xiàn) AI 算法加速的 MCU。
世平集團技術(shù)團隊 ATU 針對這一產(chǎn)品,結(jié)合自己的技術(shù)能力,推出“基于恩智浦 MCX N947 MCU 通過 NPU 實現(xiàn) AI 咖啡膠囊識別方案”,拋磚引玉,給客戶提供 AI 產(chǎn)品方向參考思路,并提供前期的開發(fā)支持,協(xié)助客戶進行更快的 AI 產(chǎn)品開發(fā)。
本方案充分利用了恩智浦(NXP)高性能微控制器(MCU)MCX N947 集成的神經(jīng)網(wǎng)絡處理單元(NPU)的強大性能,旨在開發(fā)一款具有真正智能化識別能力的 AI 咖啡膠囊識別的咖啡機。
通過使用 NPU 的神經(jīng)網(wǎng)絡算法加速能力,該方案能夠?qū)崿F(xiàn)對咖啡膠囊的快速、準確識別,并根據(jù)用戶的喜好自動調(diào)整沖泡參數(shù),為用戶提供個性化咖啡體驗。
在接下來的內(nèi)容中,我們將詳細闡述本方案的主控介紹、方案框圖、功能介紹、以及 Demo 演示。
1.方案主控
本方案的主控是恩智浦新系列產(chǎn)品 MCX N系列,該系列是高性能、低功耗微控制器,配備智能外設和加速器,可提供多任務功能和高能效。
本方案選擇的是 MCX 系列中的 N947 ,集成 NPU,支持 eIQ 工具開發(fā)。
以下是該主控芯片的詳細參數(shù)介紹:
內(nèi)核:雙核 Cortex M33
主頻:150MHz
集成功能:DSP, NPU
外設:UART、USB、CAN、FlexIO、 FlexPWM、 FlexSPI
工作電壓: 1.71V to 3.6V
工作溫度:-40 to 105 °C
封裝:VFBGA184: 9 x 9 x 0.86 mm, 0.5 mm pitch、HLQFP100: 14 x 14 x 1.4 mm, 0.5 mm pitch
MCX N947 MCU 高效的 NPU 功能特色,方便的 eIQ 工具開發(fā),成為我們實現(xiàn) AI 咖啡膠囊識別方案的最佳選擇。
2. 方案框圖
本方案為了加快開發(fā)進度,直接使用 MCX N947 的 FRDM 板來進行 Demo 的搭建,需要另外配備圖像數(shù)據(jù)采集的攝像頭,顯示識別的結(jié)果的屏幕,以上三部分即可實現(xiàn)本方案。
攝像頭是 OV7670 攝像頭,分辨率 640*480,屏幕搭配 NXP LCD-PAR-S035 ,3.5 寸, 分辨率 480x320 ,可以應用在 NXP 各類 FDRM 板,接口通用。
3. 功能介紹
( 1 ) 采用 NPU 核及 elQ Neutron 軟件庫,提供 ML 加速,實現(xiàn) 8 類咖啡膠囊識別
(Americano、Americano_Intenso、Americano_Rich_Aroma、Doppio_Espresso、Espresso_Napoli、Grande、New_York_Morning_Blend、Palermo)
( 2 ) 使用 elQ Portal 內(nèi)置模型 mobilenet v1 (Flash: 225K,RAM: 144K) 進行模型推理
( 3 ) 攝像頭采集圖片分辨率為 384*384
( 4 ) 攝像頭圖片數(shù)據(jù)經(jīng)內(nèi)部轉(zhuǎn)換成 128*128 分辨率,再給模型進行推理
( 5 ) 支持按鍵控制開始識別,采集 1s 內(nèi)(可設置)攝像頭圖片,識別完成后在 LCD 顯示識別咖啡類型
即通過攝像頭采集咖啡膠囊的圖片,識別出咖啡膠囊的類型后,在屏幕上顯示咖啡膠囊的類型,以及沖泡建議。
以上是 AI 咖啡膠囊識別方案的介紹,方案的優(yōu)化還有提成空間,針對于具體產(chǎn)品的應用,還可以添加更多人性化的功能,比如更炫酷的界面顯示,支持觸摸按鍵等,均可以通過該強大的 MCX N947 來開發(fā),該 MCU 不局限于單一應用開發(fā) AI 功能,更多的應用方向,歡迎大家一起來探討。
?場景應用圖
千圖網(wǎng)-千圖網(wǎng)
?展示板照片
?方案方塊圖
?核心技術(shù)優(yōu)勢
1. 高性能 - 雙核 Cortex M33 高主頻 150MHZ 2. AI 加速功能 - 集成 NPU 3. 外設豐富 - USB、CAN、FlexIO 模擬攝像頭、屏幕接口 4. 開發(fā)便捷 - 支持 eIQ 工具開發(fā) NPU
?方案規(guī)格
1. 支持攝像頭圖像采集,分辨率 640* 480 2. 支持屏幕顯示,分辨率 480*320 3. 支持 8 種咖啡膠囊識別(也可通過 eIQ 添加咖啡種類進行學習訓練) 4. 支持快速識別(按下識別按鍵后 1s 內(nèi)進行識別)
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