Schnellere Design-in-Zyklen

Bei der Konzeption und Entwicklung eines Bildverarbeitungssystems werden verschiedene Hardware- und Softwarekomponenten zu einer zusammenhängenden Einheit kombiniert. Dieser Prozess umfasst mehrere wichtige Schritte:

• Analyse: Die Automatisierung einer Bildverarbeitungsaufgabe erfordert ein gründliches Verständnis des Anwendungsbereichs (z.B. Roboterführung, Objektinspektion, Zielverfolgung) und des industriellen Einsatzfeldes (z.B. Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Halbleiterindustrie, Lager- und Logistikbranche). Dazu gehört die Analyse von Anwendungsanforderungen bezüglich der Beleuchtung, des Materialverhaltens des Objekts, der Optik, des Sensors, der Software und der Bildverarbeitung.
• Konzept & Design: An der Konzeption und Entwicklung sind menschliche Experten beteiligt, die schwer zu finden sind und eine umfangreiche Ausbildung benötigen.
• Komponentenauswahl: Die Auswahl der geeigneten Hard- und Software auf der Grundlage der Anwendungsanforderungen stellt eine Herausforderung dar und erfordert häufig Spezial-Hardware. Dies führt zu hohen Kosten und langen Entwicklungszeiten.
• Prüfung, Bewertung & Entscheidung: Das System muss kosteneffizient und zuverlässig sein und einen Produktlebenszyklus von mehr als zehn Jahren überdauern. Gründliche Tests und Evaluierungen sind erforderlich, um ein Bildverarbeitungssystem zu entwickeln, das diese Eigenschaften beibehält. Während dieses Prozesses führen alle erforderlichen Änderungen an den Komponenten zu einem komplett neuen Zyklus der Komponentenauswahl und -prüfung, was die Gesamtkosten des Systems noch einmal erhöht.

Verfügbare Optionen

Es gibt drei gängige Optionen für den Entwurf und die Entwicklung eines Bildverarbeitungssystems:

• Berater-Service: Die Beauftragung eines Beraters mit Fachkenntnissen in der industriellen Bildverarbeitung kann Wissenslücken in Bereichen wie Kamera, Beleuchtung und Software schließen. Dies kann jedoch kostspielig und nicht skalierbar sein, insbesondere bei Projekten mit geringem Budget.
• Interne Ressourcenentwicklung: Die Ausbildung von Fachleuten ist zeitaufwändig und kann den schnell wachsenden Anforderungen von Bildverarbeitungsprojekten nicht gerecht werden.
• Werkzeuge zur Komponentenauswahl: Diese Werkzeuge helfen Systementwicklern bei der Auswahl von Komponenten auf der Grundlage von Filtern oder einer geführten Auswahl. Beispielsweise kann ein Kameraauswahltool Tausende von Kameramodellen anhand von Spezifikationen wie Auflösung und Sensortyp sortieren. Ähnliche Tools gibt es auch für die Auswahl von Beleuchtung, Objektiven und anderen Komponenten.

Bislang gibt es jedoch kein einziges Tool auf dem Markt, das bei der Auswahl einer Kombination von Komponenten wie Kameras, Zubehör, Objektiv und Beleuchtung hilft.

Darüber hinaus setzen die vorhandenen Tools voraus, dass die Benutzer die Auswahlkriterien kennen und Konzepte wie Auflösung, Pixelgröße, Quanteneffizienz usw. verstehen. Auch versteckte Spezifikationen wie die Aberration wurden bisher nicht erfolgreich in solche Auswahl-Tools integriert.

Konfigurationssimulation

SightBase ist eine Cloud-basierte SaaS-Plattform (Software-as-a-Service), die die Design-In-Zyklen beschleunigen. Design- und Entwicklungsteams für Bildverarbeitungssysteme sind die Hauptnutzer der neuen Plattform. Die Software simuliert eine Konfiguration für die Bildverarbeitung auf Grundlage der Anwendungs- und Umgebungsanforderungen. Der Systementwickler kann dann z.B. eine Kombination von Komponenten wie Kameras, Objektive, Beleuchtung usw. auswählen und die Bildergebnisse für die gewünschten Systemaufgaben testen. Die repräsentativen Bilder werden mit physikbasierter Simulationstechnik in einem virtuellen 3D-Labor erstellt. Fortgeschrittene Benutzer können 3D-Szenen im virtuellen Raum zur sofortigen Visualisierung von Objekten konfigurieren, indem sie Kamera, Objektiv und Beleuchtung in Echtzeit anordnen und positionieren. Zusätzlich führt ein interaktives Assessment-Tool das Team durch die Auswahl der Komponenten und Empfehlungen. Es stellt eine Reihe von Leitfragen zu den Bildverarbeitungsanforderungen und gibt Empfehlungen zu Kamera, Objektiv und Beleuchtung.

Fazit

Ein Software-Service wie SightBase unterstützt das Wachstum der Bildverarbeitungsindustrie, indem er den Prozess zum Entwurf von Systemen für sachkundige Benutzer auf Tage oder sogar Stunden reduziert. Er ermöglicht es Unternehmen, Bildverarbeitungssysteme mit der Hälfte der Forschungs- und Entwicklungskosten zu produzieren, indem er geplante Bildverarbeitungskonfigurationen bestätigt, bevor die Investitionskosten für eine vollständige Systemeinrichtung anfallen.

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