Neue Perspektive in der Software-Entwicklung

Visuelle Anwendungsentwicklung in kürzester Zeit

Bildverarbeitungsaufgaben stellen hohe Ansprüche an die Softwareentwicklung, denn viele Teilaufgaben müssen gleichzeitig entwickelt werden: flexible und robuste Kameraanbindungen, leistungsfähige Algorithmen, effiziente Anbindungen an Datenbanksysteme, schnelle Kommunikationskanäle zu Handlingsystemen wie Linearachsen, Robotern usw. und nicht zuletzt ein endkundenfreundliches User-Interface. Die Vielfalt der für all diese Teilaufgaben benötigten Hard- und Software-Technologien war bisher die entscheidende Hürde für interaktive Software-Entwicklungswerkzeuge. Der Matrox Design Assistant 4.0 überwindet diese Herausforderung und zeigt eine neue Perspektive in der Softwareentwicklung auf.

Erstmalig integriert ein Software-Entwicklungswerkzeug all diese Technologien und stellt sie dem Entwickler in einer interaktiven Form zur Verfügung. Gleichzeitig gibt es keinerlei Einschränkungen bezüglich verwendeter Kameras, Automatisierungskomponenten, PC-Systeme oder dem Look&Feel der erzeugten Anwendung. Um die vollständige Bildverarbeitungs-Applikation in der Design Assistant IDE zu erzeugen, wird ein Flussdiagramm verwendet. Anstelle Programmcode in einer Hochsprache zu schreiben,  wird das Flussdiagramm Schritt-für-Schritt aufgebaut. Hierzu werden fertige Aktionsblöcke eingefügt und gleich interaktiv konfiguriert. Die Toolbox umfasst alle für die vollständige Applikationsentwicklung notwendigen Aktionsblöcke: Bilderfassung, Bildauswertung, Darstellung User-Interface sowie Kommunikation mit externen Geräten und Automatisierungskomponenten. So wird der gesamte Ablauf der Bildverarbeitungsanwendung visuell erzeugt.

Freie Kamerawahl und robuste Algorithmen

Design-Assistant-Projekte können beliebige GigE Vision- und USB3-Vision-Kameras aller bekannten Hersteller wie z.B. AVT, Basler, Dalsa oder PointGrey integrieren. Alle Kamerafeatures sind über GenICam voll eingebunden, werden direkt aus dem Design Assistant heraus konfiguriert und genutzt. Auch Multi-Kamera-Projekte lassen sich z.B. für Inspektionen unter verschiedenen Blickwinkeln erzeugen. Ein Flussdiagramm kann dabei Bilder einer beliebigen Anzahl von Kameras verwalten. Um die Bilddaten auszuwerten, bringt der Design Assistant einen umfangreichen Werkzeugkasten mit: alle Algorithmen aus der felderprobten Matrox Imaging Library sind integriert. Mustererkennung, Feature-Detection, komplexe Vermessungen, 1D-/2D-Code-Erkennung und -Verifizierung, OCR und Farbanalysen können direkt in das Flussdiagramm eingebaut werden. Alle Analysemodule sind robust, performant und flexibel und durch die grafische Integration und Konfiguration dennoch einfach zu handhaben. Das Look&Feel für den Endkunden der Anwendung ist ein weiterer wichtiger Aspekt jeder Softwareanwendung. Bildverarbeitungs-Entwickler können mit dem Design Assistant ihre eigenen Konzepte und Design-ideen vollständig umsetzen, denn fertige Projekte werden nicht in ein vorgegebenes User-Interface gezwängt. Vielmehr wird ein webbasiertes User-Interface innerhalb der Design-Assistant-IDE frei gestaltet und kann ortsunabhängig von jedem PC im Netzwerk angezeigt werden.

Automatisierung und Robotersteuerung

Die Brücke in die Welt der Automatisierungskomponenten muss in fast jeder Bildverarbeitungsanwendung geschlagen werden, denn aussortiert, gekennzeichnet, bewegt werden muss beinahe immer. Mit den integrierten Protokollen TCP/IP, Ethernet/IP, Modbus und Profinet steht ein fast unendliches Spektrum an industriellen Steuerungen und Komponenten offen. Sogar weitere Spezialhardware kann eingebunden werden. Das Custom Step SDK erlaubt die Verwendung weiterer IO-Boards, Schnittstellen oder Messkarten. Beim Schweißen, Lackieren, Palletieren und vielem mehr arbeitet Bildverarbeitung Hand in Hand mit Robotern. Entwicklung und Test von Roboterschnittstellen jedoch ist ein aufwendiges und komplexes Thema, da die Steuerprotokolle von Hersteller zu Hersteller variieren. Auch Robot-Controller namhafter Hersteller wie ABB, Fanuc, Kuka, Stäubli usw. sind voll integriert, sodass Roboter ohne komplexes Interfacing direkt aus dem Flussdiagramm heraus angesteuert werden.

Freie Wahl der PC-Plattform

Der Anwender hat auch die freie Wahl der PC-Plattform. Der Design Assistant genauso wie fertige Projekte, die Stand-Alone beim Endkunden laufen, sind 100% kompatibel mit allen Windows-PCs. So kann immer die ideale Plattform für die jeweilige Anwendung ausgewählt werden. Kompakte, lüfterlose Embedded-PCs (z.B. von Matrox, Imago, Beckhoff usw.), Standard-Workstations oder 19"-Rechner bis hin zu High-End-PCs mit gewaltiger Rechenleistung. Sogar mit Smart Cameras (Matrox- oder Windows-basierenden Geräte) sind die erzeugten Anwendungen voll kompatibel.

Der Design Assistant 4.0 ermöglicht einen einfachen und schnellen Entwicklungsprozess auf Basis robuster Analyse-Algorithmen in Kombination mit einer einmaligen Freiheit bei der Auswahl der eingesetzten Hardware (Kameras, Feldebene, PC-Systeme). So können erstmalig mit einem Entwicklungswerkzeug vollständige Bildverarbeitungs-Aufgaben einschließlich der Kommunikation mit der Außenwelt gelöst werden, ohne die Notwendigkeit Programmcode zu schreiben oder sich im Vorfeld auf bestimmte Hardwarehersteller festlegen zu müssen. Dies ist industrieweit ein Novum und erlaubt die Umsetzung eines breiten Spektrums an Bildverarbeitungs-Aufgaben. (Autor Raoul Kimmelmann)