Machine Vision goes Embedded

Schnittstellen Sensor-Board und Prozessor-Einheit/SoCs

Smartphones und Tablets haben unsere Sicht auf Bildaufnahme- und -verarbeitungskapazitäten von Kleinstcomputern verändert. Hohe Video- und Datenbandbreiten, bei gleichzeitig steigender Verarbeitungsleistung und niedrige Energiewerte, sowie eine fortschreitende Miniaturisierung bei höherer funktionaler Komplexität, haben das Interesse der Bildverarbeitung geweckt. Traut man aktuellen Umfragen, wird Embedded Vision einer der Technologietreiber der Zukunft sein. Aber welche Standards werden Embedded Vision und smarte Kameras für die Zukunft benötigen?
Als Abgrenzung zu ‚klassischen‘ Bildverarbeitungssystemen, die aus einer Vielzahl von Komponenten bestehen (Beleuchtung, Optiken, Kameras, Sensoren, Bildaufnahme- und -speichergeräte, Netzwerk-/Feldbusanbindungen…), definieren sich Embedded-Vision-Systeme über die Einbindung von Embedded IPCs als PXI-Plattform oder industrielle Ein-Platinen-Computer. Smart Cameras hingegen bestehen aus Sensoren und Prozessoreinheiten in einem kompakten und robusten Gehäuse, optional ausgestattet mit Beleuchtung und Optik. Die Softwareumgebung ist häufig proprietär und funktional fest definiert. Für die Untersuchung der EVSG (s.Kasten) wurden die Embedded IPCs nicht weiter betrachtet, um ein aussagekräftiges Modell zu erarbeiten. Die Anforderung an die Leistungsfähigkeit eingebetteter Systeme lehnt sich an klassische Vision-Systeme an, zusätzlich mit den Ausprägungen:

Smart: Embedded-Intelligenz

Anzeige

Small: Kleiner Formfaktor

Simple: Einfache Handhabung bei Usability und Softwareintegration

Um Anforderungen und Lösungsansätze zu erarbeiten, wurden von der ESVG drei Technologiefelder (SC=Standard Candidate) identifiziert, für die Arbeitsgruppen eingerichtet wurden.

SC1: Schnittstelle zwischen den Sensor-Boards und der Prozessor-Einheit/ System-on-a-Chip (SoCs)

SC2: Software API

SC3: Schnittstelle zwischen der Kamera und der Verarbeitungsumgebung

Schnittstelle Sensor-Board / Prozessor-Einheit

Die Bildverarbeitung bietet eine große Auswahl an Transportschichten für eine Verbindung zwischen einer Kamera und einem klassischen Desktop IPC bzw. Embedded IPC. Beispiele hierfür sind Camera Link (HS), CoaXPress, GigE Vision oder USB3 Vision. Die beste Option hängt jeweils von der Anwendung und deren Anforderungen ab, z.B. Bandbreite, Datenübertragungsformat, Robustheit, garantierte Signalintegrität, Distanzen zwischen Komponenten, Spannungsversorgung der Kamera oder auch Latenzen der Signalsteuerung. In einer Smart-Kamera unterscheiden sich Anforderungen an die Schnittstelle zwischen Sensorplatine und Verarbeitungseinheit bzw. SoC. Neben Bandbreite, Formfaktor der physikalischen Schnittstelle und des Steckers, sind die maximale Leitungslänge, die Energiewerte für Stromverbrauch und Wärmeableitung, die Definition der Industriequalität, Produktverfügbarkeit sowie Kosten weitere wichtige Entscheidungsfaktoren. Schwerpunkt der SC1 ist die Untersuchung, welche Schnittstelle diese Anforderungen am besten erfüllt.

Globale Trends als Thema

Videoaufnahmen und -verarbeitungen sind inzwischen in mobilen Geräten implementiert und funktionieren mit hoher Performance. Diese Technologien können auch für Embedded-Systeme eingesetzt werden. Allerdings werden in dieser Branche keine industriellen Sensoren verbaut oder langfristige Liefergarantien zugesagt, noch existiert eine Schnittstelle zwischen dem Sensor und einem FPGA, um z.B. BV-Protokolle zu implementieren. Die Verfügbarkeit von System-on-a-chip (SoC) als Prozessoren, integriert auf Boards und in Kombination mit FPGAs ist auf dem Elektronikmarkt in vielen Ausführungen gegeben. Als Fallbeispiele wurden in der Studie technische Umsetzung in Kameraköpfen, Smart-Sensoren und Vision SoC betrachtet. Die Anforderungsliste an SC1 umfasst dreizehn Einträge (Tab. 3).

Das könnte Sie auch interessieren

Vom 19.-22. Juni findet dieses Jahr die Automatica auf dem Münchener Messegelände statt. Mittlerweile ist auch ein erstes Ausstellerverzeichnis online. Ungefähr 50 ausstellenden Firmen lassen sich dem Thema Bildverarbeitung zuzuordnen. Unter dem Motto ‚Optimize your Production‘ bietet die Messe für intelligente Automation und Robotik einen Überblick über alle Technologie- und Produkttrends.

automatica-munich.com

Anzeige

Die European Machine Vision Association (EMVA) hat Arnaud Darmont (Bild) zum neuen Standards Manager ernannt. Darmont wird künftig die europäischen Standardisierungsaktivitäten weltweit vorantreiben sowie den Entwicklungsprozess von Bildverarbeitungsstandards koordinieren. Er bringt langjährige Bildverarbeitungserfahrung sowohl im technischen als auch im Führungs- und Marketingbereich mit und hat unter anderem an der Entwicklung des EMVA-1288-Standards mitgewirkt.

www.emva.org

Notavis hat eine Smart Kamera mit der Notavis WebApp-Software im Portfolio. Basierend auf dem Portfolio intelligenter Kameras von Vision Components mit Auflösungen bis 4,2MP und einer auf Halcon basierende Software mit ID-, Presence/Absence- und Patternmatching-Werkzeugen erfüllt diese Anwendungen in den Bereichen Logistik, Automatisierung und Robotik. Hervorstechendes Merkmal der Kamera ist deren einfache Konfiguration über einen Webbrowser (auch WLAN) auf allen Devices (PC, Tablet, Smartphone). Es besteht zudem die Möglichkeit der individuellen Anpassung und Erstellung eigener Werkzeugsets.

www.notavis.com

Notavis bietet ein komplettes Portfolio an hochwertigen industrietauglichen Machine Vision Kameras des Premiumpartner Huaray (Dahua Technology). Das Bildverarbeitungsportfolio von Dahua umfasst Flächen-, Zeilen- und Smartkameras mit Auflösungen von 0,3 bis 50MP. Als Schnittstellen bieten die Kameras GigE, USB 3.0, CoaXPress und Camera Link an. Zusätzlich sind auch 3D-Kameras und Objektive im Programm des chinesischen Kameraherstellers.

 

www.notavis.com

Am 1. März lädt das Unternehmen Hexagon Manufacturing Intelligence zum Aicon 3D Forum in die Maschinenhalle des Steigenberger Parkhotels in Braunschweig ein. Die Veranstaltung findet bereits zum 18. Mal statt und dreht sich um die aktuellen Trends und Applikationen in der optischen 3D-Messtechnik. Eröffnungsredner ist Carsten Struve, CTO von Hexagon Manufacturing Intelligence, der in seiner Keynote über ‚Hexagon Smart Quality in der vernetzten Fabrik‘ sprechen wird.

www.aicon3dforum.de

Timken stellt Lager, Getriebe, Antriebsriemen und Ketten zur Fertigung verschiedener Produkte her. Als führender Anbieter im Bereich Kegelrollenlager produziert die Firma die Lager sowie Komponenten für andere Rollenlager an Standorten in aller Welt, beispielsweise auch bei Timken India Limited.‣ weiterlesen

www.teledynedalsa.com

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige