One sensor to rule them all

Jeff Bier’s Column: The unique position of image sensors

It’s no secret that sensors are proliferating. Our smartphones, for example, contain accelerometers, magnetometers, ambient light sensors, microphones – over a dozen distinct types of sensors. A modern automobile contains roughly 200 sensors.
As sensors proliferate, the amount of data generated by these sensors grows too, of course. But different types of sensors produce vastly different amounts of data. As Chris Rowen, CTO of Cadence’s IP group, recently pointed out in a presentation, image sensors occupy a unique position in the sensor world. While the number of image sensors deployed across all products is a small fraction of the total number of sensors deployed, the amount of data generated by deployed image sensors dwarfs the amount of data generated by all other types of sensors combined. The math behind this is simple: image sensors generate a lot of data. Even an old-fashioned VGA resolution image sensor running at 30fps generates over 25MB of color video data per second. That’s 1,000 to 1,000,000 times more data per second than most other common sensor types. You may point out that data is not the same thing as information. Indeed, not every pixel streaming from an image sensor contains useful information. But, we’re discovering that there’s valuable information contained in more pixels than we might have suspected. Most sensors are single-purpose: one type of sensor for temperature, another for magnetic field, another for ambient light, etc. Image sensors are unique in that – when coupled with the right algorithms and sufficient processing power – they can become ’software-defined sensors‘, capable of measuring many different types of things. For example, using video of a person’s face and shoulders, it’s possible to identify the person, estimate their emotional state, determine heart rate and respiration rate, detect intoxication and drowsiness, and determine where the person’s gaze is directed. Similarly, in cars and trucks, a single image sensor (or a small cluster of them) can detect other vehicles, brake lights, pedes-trians, cyclists, lane markings, speed limit signs, and more. Demonstrating the versatility of vision sensors, the Mercedes-Benz Magic Body Control system measures the detailed topography of the road surface. According to Mercedes: „The system is thus able to recognize an uneven road surface before you come to drive over it, thus enabling the suspension to adjust itself in order to counteract, as far as possible, the undulations in the road.“ To paraphrase Chris Rowen’s presentation: In the future, approximately 100% of the data generated by all types of deployed sensors will be image and video data. This creates enormous opportunities, and big challenges as well. The opportunities stem from the fact that image and video data can provide so many different types of useful information. The challenges derive from the inherent complexity of reliably extracting valuable information from pixels. Fortunately, as an industry, we’re making rapid progress on these challenges through a combination of more powerful and energy-efficient processors, more reliable computer vision and deep learning algorithms, and better development tools. These improvements are enabling us to build devices, systems and applications that are safer, more autonomous, more responsive and more capable.

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Wie können komplette 3D-Daten erfasst, interne Defekte in Gussteilen erkannt und sogar deren 3D-Koordinaten bestimmt werden? Das Unternehmen Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH hat ein informatives Video veröffentlicht, in dem die Inline-Prozessinspektion mit dem Zeiss VoluMax in der Leichtmetallgießerei am BMW-Produktionsstandort Landshut veranschaulicht wird.

Anzeige

Klassische Wärmebildkameras benötigen einen mechanischen Shutter, mithilfe dessen ca. alle 2 bis 3 Minuten Referenzdaten zur Kalibrierung der Wärmebilddarstellung und der Temperaturmessung aufgenommen werden. Jedoch erzeugt das Schließen des Shutters ein Geräusch und die Videoaufzeichnung ist während dieser Zeit unterbrochen. Daher hat Tamron nun ein Shutter-loses Wärmebildkameramodul auf Basis eines amorphen Silikonwärmebildsensors entwickelt. Dieser Sensor verfügt über eine exzellente Temperaturwiedergabe selbst wenn sich seine eigene Temperatur verändert.

www.tamron.eu

Der Industriescanner VTCIS ist in der Lage, im Druckbild fehlende Nozzles bei einer Auflösung von 1.200dpi automatisch zu detektieren. Da der CIS (Compact Image Sensor) nicht das komplette Bild einzieht, sondern nur bestimmte Bereiche scannt, wird die Datenverarbeitung vereinfacht und die Datenmenge deutlich reduziert. Außerdem garantiert die integrierte Flüssigkeitskühlung Farbstabilität über den gesamten Druckprozess hinweg und schließt Farbabweichungen aus. Dank einer Zeilenrate von bis zu 250kHz und einer Abtastgeschwindigkeit von bis zu 20m/s ist der Scanner für sehr schnell laufende Druckprozesse bestens geeignet.

www.tichawa.de

Die neuesten Versionen der 3D-Kameras für Lasertriangulation erreicht Triangulationsraten von bis zu 68kHz. Die Kamera basiert dabei auf einem 2/3″ Hochgeschwindigkeitssensor von Cmosis, der auch bei schwachen Lichtverhältnissen eine hervorragende Leistung erbringt. Als Schnittstelle verwendet die 3D05 das standardisierte GigEVision-Interface. Für eine einfache Integration und Synchronisierung besitzt die Kamera eine komplette, in die Kamera integrierte Drehgeberschnittstelle (RS422 und HTL). Das HTL-Interface ermöglicht dabei auch einen stabilen und effizienten Einsatz in der Schwerindustrie oder Bereichen mit starken elektrischen Störquellen.

www.photonfocus.com

Sensoren bis zu 1/1.2 und 1″ wurde die HF-XA-5M Objektivserie von Fujinon entwickelt. Die Objektive erreichen eine konstant hohe Auflösung von 5MP über das gesamte Bildfeld – bei einem Pixelabstand von 3,45µm. Dies gilt bei offener Blende ebenso wie bei verschiedenen Arbeitsabständen. Mit 29,5mm Außendurchmesser eignen sich die Objektive für platzkritische Anwendungen.

www.polytec.de

Die Messsoftware Wave ist für den hochpräzisen Wegmesssensor IDS3010. Damit können Messdaten in Echtzeit analysiert, verarbeitet und ausgewertet werden. Die Software verfügt über verschiedene Funktionen zur Visualisierung und Analyse von Daten, beispielsweise können die angezeigten Messdaten vergrößert/verkleinert werden oder die Datenvisualisierung kann gestoppt werden, um bestimmte Zeitbereiche zu analysieren. Außerdem ist eine Live Fast-Fourier-Transformation von Messwerten implementiert.

www.attocube.com

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige