Embedded Vision Systeme für High-Speed-Anwendungen mit wenig Platz

Die leistungsfähigen, kleinen Embedded-Vision-Systeme der Serie VC Z von Vision Components bieten Bildverarbeitungsgeschwindigkeiten in Echtzeit für anspruchsvolle Applikationen aller Art. Sämtliche Modelle sind mit dem Zynq-Modul von Xilinx, einem ARM-Dual-Core-Cortex-A9 mit 866 MHz und inte-griertem FPGA ausgestattet.

Mit ihrer platzsparenden Bauweise und geringen Leistungsaufnahme eignen sie sich besonders für Anwendungen, die auch bei beengten Einbauverhält-nissen High-Speed-Ergebnisse erfordern. Basis der Z-Kameras ist die Platinenkameraserie VCSBC Nano Z. Mit einem Format von 40 x 65 mm und viel-fältigen Anpassungsmöglichkeiten hinsichtlich Einbau und Anschlüssen, bieten die Kameras gute Voraussetzungen zur flexiblen Integration in industrielle oder andere Anwendungen.

Als Gehäusekameras stehen zwei Varianten zur Verfügung: die VC Nano Z, die in einem Gehäuse mit Abmessungen von 80 x 45 x 20 mm untergebracht ist, und die VC Pro Z (88 x 58 x 36 mm) in Schutzart IP67, die mit Objektiv sowie integrierter LED-Beleuchtung ausgestattet werden kann.

Für alle Z-Modelle stehen mehrere CMOS-Sensoren zur Verfügung, z.B. der Pregius IMX252 von Sony. Bei den Platinenversionen haben Kunden zudem die Auswahl zwischen einem Onboard-Sensor oder ein beziehungsweise zwei abgesetzten Sensoren mit 30-mm- oder 80-mm-Kabellänge. Für das opti-male Zusammenspiel von Hardware und Software sorgt das Betriebssystem VC Linux.

Für die ideale Hardwareauslastung bietet Vision Components zudem einen FPGA-Programmierservice. Mit Hilfe eines FPGAs lässt sich die Systemleistung um den Faktor 20 steigern. Möglich ist das durch die Verlagerung ausgewählter Funktionen vom ARM-Prozessor in das FPGA-Modul. Noch während das aufgenommene Bild zum Prozessor übertragen wird, beginnt das FPGA-Modul mit der Verarbeitung, so dass die ersten Prüfaufgaben bereits abgeschlos-sen sind, wenn das Bild schließlich in den ARM-Prozessor gelangt. Diese parallele Verarbeitung der Bilddaten reduziert die Gesamtverarbeitungszeit erheblich – um genau die Zeitspanne, die die gleiche Funktion im ARM-Prozessor benötigt hätte.

Die Praxis zeigt, dass es sinnvoll ist, im Vorfeld zu prüfen, ob eine FPGA-Programmierung die beste Lösung für eine bestimmte Anwendung ist. Die Pro-grammierung erfordert zudem ein hohes Maß an Erfahrung und Fachwissen. Vision Components berät seine Kunden umfassend in der FPGA-Program-mierung für die gewünschte Funktion und übernimmt anschließend die Implementierung. Dank einer Entwicklungsumgebung können anschließend alle Funktionen, die auf das FPGA programmiert werden, bereits im Vorfeld getestet und nötigenfalls debuggt werden. Dadurch vereinfacht sich die Fehlersuche und die Entwicklungszeit verkürzt sich deutlich. Mit der firmeneigenen VCLib können VC-Kunden außerdem auf vorgefertigte Basispakete wie Farbver-arbeitung, unterschiedliche Filterroutinen, Pattern Matching und vieles mehr zurückgreifen. Die Software-Bibliothek umfasst den Erfahrungsschatz aus über 30 Jahren und erlaubt es, Code für FPGA schnell und effektiv zu kompilieren bzw. zu übersetzen. Mit ihr stehen alle notwendigen Bildverarbeitungs-funktionen für die industrielle Anwendung zur Verfügung, die variabel im ARM-Prozessor oder dem FPGA-Modul eingesetzt werden können – je nachdem, wo sie vorteilhafter sind, um für die jeweilige Applikation die bestmögliche Leistung zu erzielen.