Neue Vision-Lösungen verfolgen App-Ansatz

Was wären Smartphones ohne Apps? Sie wären Mobiltelefone, mit denen man nicht viel mehr als telefonieren und SMS versenden anfangen kann. Erst Apps machen aus dem Smartphone einen „klugen“, universellen Assistenten mit beliebig wechselnden Funktionen. Übertragen auf Bildverarbeitung werden aus Kameras und Sensoren – mit diesem App-basierten Ansatz – Vision-Sensoren nach Maß. von Heiko Seitz

Klassische Bildverarbeitungs-Sensoren wie beispielweise Barcodeleser bieten oft nur wenige vordefinierte Funktionalität und diese ist zudem meist nicht erweiterbar. Eine neue Generation ist ein Vision-App-basiertes Gerät, das verschiedenartigste Aufgaben erledigen kann. Durch den Einsatz von Apps wandlungsfähig, ist das Gerät schnell konfiguriert und in Betrieb genommen. Auf diese Weise werten die smarten Geräte Zustände oder Merkmale ihrer Umgebung aus und übermitteln nur wenige, aber anwendungsrelevante Daten als Ergebnisse an PCs oder eine Prozesssteuerung.

Die neue Sensorgeneration

IDS nennt seine neue Generation NXT und setzt damit den Ansatz der Vision-App-basierten Kameras und Sensoren um. Die Bildverarbeitungs-Engine liefert vorverarbeitete Daten zur Weiterverarbeitung an einen PC oder sogar fertige Ergebnisse, mit denen die Prozessentscheidungen mitunter PC-unabhängig umsetzen lassen. Mit dem App-Ansatz können wiederkehrende Vision-Aufgaben in kurzer Zeit eingerichtet und verändert werden. Zudem entfällt die Lagerhaltung unterschiedlicher Vision-Sensoren für verschiedene Aufgaben.

Den ersten Sensor der neuen Gerätefamilie hat IDS „Vegas“ getauft. Er bindet sich entweder über RS-232-Interface in die Maschinensteuerungsstruktur ein oder über verfügbare Gateways mit alternativen Protokollen wie CAN-Bus, Modbus-RTU, Profibus, KNX, oder Profinet. Der Webservice Restful (Representational State Transfer) stellt eine TCP/IP-Kommunikation bereit, über die auch sämtliche IDS NXT Geräteparameter inklusive der Apps konfiguriert werden können. Er ist über Http-Protokoll mittels der Standard-Methoden Get, Post, Putt, Patch und so weiter erreichbar.

Der Vegas ist durch das App-basierte System so wandlungsfähig wie ein Smartphone und durch seine integrierte Flüssiglinse, LED-Beleuchtung und einen Time-of-Flight-Sensor (ToF) zur Abstandsmessung in unterschiedlichsten Aufgaben der Bildverarbeitung einsetzbar. Dabei stellt er eine neue Geräteklasse dar und kann weder Standard-Industriekameras noch hochspezialisierten Smartkameras oder klassischen Vision-Sensoren zugeordnet werden. Einsatz findet er dann, wenn ein Gerät mit hoher Anwendungsvielfalt benötigt wird. Auch als Boardlevel-Variante ohne Gehäuse erhältlich ist der NXT Vegas zudem sehr interessant für den OEM-Gerätebau und die Integration. Als vollständige Embedded-Vision-Komponente vereinfacht er das Design-In in eigene Geräte-Hardware und Software.

App-basierte Bildverarbeitung

Neue Funktionen sind ähnlich einfach zu installieren wie Apps auf einem Smartphone. Neben Standard-Apps lassen sich mit dem NXT-App-Development-Kit auch individuelle Aufgaben umsetzen. Der App-Entwickler wird durch Bibliotheken unterstützt. Die Firmware wird mit einer vorinstallierten Halcon-Embedded-Runtime-Lizenz ausgeliefert. Halcon ist eine verbreitete Bildverarbeitungssoftware, deren Integration über ein C++-Interface oder durch komplette Skripte mittels der Bibliothek HDevEngine erfolgt. Letztere garantiert, dass die Bildverarbeitung vollständig plattformunabhängig an einem Desktop-PC erstellt und getestet werden kann. Durch eine optionale Verschlüsselung kann die App-Ausführung beschränkt und damit das „eigene Wissen“ gegen Missbrauch geschützt werden.

Durch Interaktionselemente aus der NXT-Vision-App-Bibliothek von IDS wird die Bildverarbeitung automatisch mit der Außenwelt verbunden. C++-Klassen stellen Aktionen, Konfigurationsparameter, Ergebnisse und Datenquellen zur Verfügung. Neben den Einsprung-Funktionen innerhalb des App-Sourcecodes wird die Interaktionsschnittstelle über den zentralen Restful-Webservice bereitgestellt. Rest-Clients sind damit ohne Aktualisierung in der Lage, jede zuvor unbekannte App zu konfigurieren. Das NXT Cockpit erzeugt zudem für jede App ein stets aktuelles GUI (Graphical User Interface), was es zu einem universellen Konfigurationstool macht.

Fazit

Mit NXT Vegas startet IDS Imaging Development Systems die Einführung einer neuen Gerätegeneration, die Bildverarbeitungsaufgaben völlig eigenständig abarbeitet oder mit vorverarbeiteten Daten eine PC-Anwendung unterstützt. Die frei programmierbare Plattform ist dabei nicht an vorgegebene Aufgaben gebunden, sondern schafft durch Apps universelle Einsatzmöglichkeiten in zahlreichen Anwendungsgebieten. Die Geräte lassen sich beispielsweise in der Qualitätssicherung der Produktion, als Analysegerät in der Medizintechnik, für Überwachungsaufgaben durch Gesichtserkennung oder für die Fahrzeug- und Personenzählung einsetzen. Mit dem Http-basierten Restful Webservice ist der Sensor zudem im industriellen Umfeld einsetzbar und durch das RS-232 Interface findet er mit Hilfe unterschiedlicher Gateways zahlreiche weitere Kommunikationspartner.

Mit dem NXT-Konzept bietet IDS neben Komponenten für die digitale Bildverarbeitung nun auch Lösungen an, wobei das Unternehmen Know-how zur Kameratechnik, Bildverarbeitung und Softwareentwicklung mitbringt und die Neuausrichtung der Märkte in Richtung Industrie 4.0 durch wandlungsfähige, autonom agierende Geräte unterstützt. jbi

Autor: Heiko Seitz ist Technischer Redakteur bei IDS Imaging Development Systems in Obersulm.