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Systemdiagnose mit Trigger-to-Image-Reliability

Höhere Zuverlässigkeiten

Bildverarbeitungssysteme greifen auf eine Vielzahl von Komponenten (Beleuchtung, Kameras, Framegrabber, Software … ) zurück. Die Systeme sind komplex, müssen aber verlässlich und fehlerfrei laufen. Zudem müssen beim Auftreten von Störungen die Anwender in der Lage sein, die Ursachen schnell zu ermitteln. Hier hilft die Trigger-to-Image-Reliability (T2IR) Technologie, eine Kombination aus Hardware- und Softwarefunktionen, die in den Flächen-/Zeilenkameras, Framegrabbern und Software von Teledyne Dalsa integriert ist.
Das T2IR-Framework ist eine Kombination aus Hardware- und Softwarefunktionen, die gemeinsam die Zuverlässigkeit von Inspektionssystemen verbessern. Es bietet vollständige Überwachung, Steuerung und Diagnose auf Systemebene, sodass der Benutzer bei Bedarf Audits und Debugging am System durchführen kann. Das Framework kann auch vorübergehend Bilder speichern, um unerwartete Engpässe auszugleichen und Datenverluste zu vermeiden.

Funktionsweise

Die T2IR-Funktionen können auf drei Arten aufgerufen werden. Hardwareprodukte von Teledyne Dalsa enthalten visuelle Anzeigen in Form von LEDs. Diese geben den Gerätestatus durch Farbcodierung und verschiedene Blinkmuster an. Die Anzeigen helfen bei der Problemdiagnose aus der Entfernung, von einem Host-PC oder während des PC-Startes. Das Framework enthält auch eigenständige GUI-Tools im Rahmen des Sapera LT-SDK, einem kostenlosen Software-Entwicklungskits. Die Tools können parallel zu Anwendungen ausgeführt werden, ohne den normalen Betrieb zu beeinträchtigen. Benutzer können somit Systemereignisse auf niedriger Ebene überwachen, ohne ihre Bildverarbeitungsanwendungen anpassen zu müssen. In den GUI-Tools enthaltene T2IR-Funktionen sind auch über die API des Sapera LT-SDK verfügbar und können direkt in Anwendungsprogramme integriert werden. Die T2IR-Funktionen sind in folgende Bereiche unterteilt:

Abrufen des richtigen Zieles:

Diese Funktion stellt die Synchronisierung zwischen dem abgerufenen Bild und der Objektbewegung sicher, damit die erforderlichen Bilder für richtige Entscheidungen abgerufen werden. Die ordnungsgemäße Synchronisierung erfüllt das Ziel, die Kamera genau so zu steuern, dass das Bild des untersuchten Zieles erfasst wird. Die Hardwarefunktionen werden durch Software gesteuert. Nach der Initialisierung funktionieren sie jedoch unabhängig von der Software und erzeugen vorhersehbare Ergebnisse.

Synchronisieren mehrere Kameras/PCs:

Wenn mehrere Erfassungsgeräte verwendet werden, müssen alle Geräte synchron arbeiten, um fehlerfreie Bilder zu erzeugen. Das Framework ermöglicht dies durch Integration von zentralen Funktionen, die eine Synchronisierung der abgerufenen Bilder in Hard- und Software erreicht, ohne dass externe Synchronisierungs- und Dateniwedergabegeräte erforderlich sind. Die Synchronisierungsfunktion ermöglicht auch die Implementierung verschiedener Bildverarbeitungs-Setups zum Erreichen einer vorgegebenen Verarbeitungszeit.

Verwalten von externen Triggern:

Die Verwaltung externer Trigger stellt sicher, dass die beim Bildverarbeitungssystem ankommenden Triggersignale zuverlässig sind. Dazu gehört die Verwaltung von Situationen, in denen das System die empfangenen Trigger aufgrund ihrer Anzahl nicht mehr ordnungsgemäß verarbeiten kann, sowie Szenarios, in denen das Signal ein Triggerereignis nicht richtig wiedergibt (falsche Trigger). T2IR bearbeitet erwartete und unerwartete externe Ereignisse und bietet Möglichkeiten zur Verringerung von Bildartefakten durch Bewegungen. Die Funktionen bieten so die Möglichkeit zum Verringern fehlerhafter Trigger, da sie sicherstellen, dass das Signal für eine Mindestdauer aktiv bleibt, bevor es als gültiges Signal für die Erfassung angesehen wird. Außerdem können Anwender damit Situationen mit zu vielen Triggern tolerieren und nachverfolgen, wenn in einem System verlorene Bilder auftreten. Sollte dies der Fall sein, benachrichtigen die T2IR-Funktionen Benutzeranwendungen auf Sapera-Basis durch Ereignismeldungen, sodass Maßnahmen ergriffen werden können. Das Framework hilft Anwendungen dabei, auch bei zeitlichen Abweichungen in der Triggererzeugung die Kontrolle zu behalten.

Nachverfolgen von Bildern:

Ein weiteres Problem ist die Koordination der Erfassung von Bilddaten und das Zuordnen dieser Bilder zu physischen Objekten, die sich durch eine Transportanlage bewegen. T2IR bietet eine fortlaufende Abdeckung des gesamten Bildflusses und somit einfaches Debugging. Dabei werden Objekte mithilfe von Bildtags oder Zeitstempeln durch den Prozess verfolgt, wodurch sich das Vertrauen in die Ergebnisse erhöht. Die Tags ermöglichen das Verfolgen eines Objektes durch den Inspektionsprozess, selbst wenn dieser mehrere Bilder desselben Objektes einschließt.

Überwachen des Erfassungs-/

Übertragungsprozesses:

Wenn das Bildverarbeitungssystem die richtigen Daten erfasst und Objekte durch den Zyklus der Annahme oder Ablehnung verfolgt, müssen die Bilddaten vom integrierten Speicher des Erfassungsgerätes in den Speicher des Systemhosts übertragen werden. Das Framework enthält eine Reihe von Softwaretools, die vorbeugende Maßnahmen ermöglichen, wenn die Ressourcennutzung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Die Bilder können dann selektiv beibehalten oder verworfen werden, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit aufrecht zu erhalten.

Bewältigung großer Datenmengen:

Zu einem sinnvollen Systemdesign gehört, dass ein gewisses Maß an Überkapazität vorhanden sein muss, um Spitzenlasten verarbeiten zu können. Das Framework stellt die Spitzenlastkapazität über Ringpuffer bereit. Dies wird mit Benutzerbenachrichtigungen kombiniert, um eine fortlaufende Verfolgung zu gewährleisten. T2IR bietet außerdem zahlreiche Optionen zur Handhabung von Situationen, in denen die vorhandene Datenmenge zu groß ist. Es stellt die erforderlichen Informationen bereit, um Bilder sicher verwerfen zu können, während die Ergebnisgenauigkeit der verarbeiteten Bilder erhalten bleibt.

Sicherstellung der Datenqualität:

Bildverarbeitungskameras sind grundsätzlich dafür verantwortlich, Situationen mit zu vielen Triggern zu verarbeiten – vorzugsweise auf vorhersehbare Weise. Diese Situationen treten bei einer Kamera auf, wenn die Triggerrate die maximale Bild- oder Zeilenrate der Kamera überschreitet. Wenn die Kamera nicht ordnungsgemäß reagiert oder keine Bilder mehr sendet, bieten T2IR-Funktionen Möglichkeiten zum Wiederherstellen und zum Erzeugen von Benachrichtigungen an die Benutzeranwendung. Das Abfangen und Verarbeiten einer verlorenen Zeile oder eines Bildes ist ein wichtiger Faktor zum Ermitteln der Zuverlässigkeit des Erfassungssystems und hat direkte Auswirkungen auf die Genauigkeit der Ergebnisse.

Erweiterte Diagnose:

T2IR schließt auch eine erweiterte Diagnose ein, die eine fortlaufende Systemüberwachung ermöglicht und Tools für tiefgreifendes Debugging umfasst. Dies trägt dazu bei, die Ausfallzeiten zu verringern. Diese Tools mit grafischer Benutzeroberfläche ermöglichen ein schnelles Eingrenzen von Fehlern, die ansonsten schwierig zurückverfolgt werden können.

Fazit

Trigger-to-Image Reliability bietet Vorteile für die Entwicklung von Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit hohem Durchsatz. Es sorgt dafür, dass die verwendeten Framegrabber, GigE Vision sowie Camera Link- und Camera Link HS-Kameras von Teledyne Dalsa die Visionsysteme zuverlässiger macht.

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