Gibt es Einschränkungen? – Ja, aber…
Natürlich ist ein FPGA auf die Anzahl der nutzbaren Logikelemente beschränkt. Ist dieser voll, kann nicht einfach der FPGA-Baustein gewechselt werden, da er ein fester Bestandteil der Kameraelektronik ist. Einschränkend kommt hinzu, dass ein FPGA Dinge wie Schnittstellenanbindung z.B. zu Ethernet oder USB übernehmen muss. Jedoch kann durch cleveres Programmieren viel und auch neue Features in ein FPGA gesteckt werden. Aktuelles Beispiel ist der SmartFrameRecall (Bild 4): Dabei erzeugt das FPGA kleine Vorschaubilder mit reduzierter Auflösung (Thumbnails), die mit IDs versehen an den Host-PC übertragen werden. Gleichzeitig wird das entsprechende Bild in Vollauflösung im Bildspeicher der Kamera abgelegt, der als FIFO Ringpuffer angelegt ist. Im Host-PC wird das Vorschaubild von der Anwendung analysiert. Wird das Bild in Vollauflösung benötigt, sendet die Anwendung einen Request und das Bild wird im gleichen Datenstrom wie die Vorschaubilder übertragen. Die Anwendung kann darüber hinaus auch die Region of Interest (ROI) angeben, sodass das FPGA nur den entsprechenden Bereich des Originalbildes überträgt. Die Vorteile liegen auf der Hand. Wie bei allen FPGA-basierten Features bleibt die CPU im Host-System unangetastet, was den Stromverbrauch insgesamt reduziert. Des Weiteren ermöglicht es der SmartFrameRecall, dass große Sensoren mit hohen Frameraten auch über GigE voll ausgereizt und bei voller Geschwindigkeit verwendet werden können oder die Hardware-Aufwendung verringert und somit auch die Hardware-Kosten reduziert werden können. Konkret veranschaulicht dies das Beispiel eines automatisierten Kommissionierungssystems. Werden zur vollständigen Erfassung und Verfolgung von beispielsweise Pharmapackungen üblicherweise bis zu acht Industrie-PCs und 16 Industriekameras benötigt, konnte ein Kunde durch den Einsatz von Industriekameras mit SmartFrameRecall sieben Industrie-Rechner im Gegenwert von 14.000€ einsparen. Auch durch den Wegfall von Kabeln konnten die Kosten reduziert werden. Der minimale Aufpreis für die smarteren Industriekameras war daher schnell kompensiert.
Bild 4 | Beim SmartFrameRecall erzeugt das FPGA
kleine Vorschaubilder mit reduzierter Auflösung, die
mit IDs versehen an den Host-PC übertragen werden. (Bild: Matrix Vision GmbH)
Fazit
Durch Kameras mit Smart Features können im Gesamtsystem durch Wegfall von Kabeln, Controllern und der Reduzierung der Host-PC-Leistung weit mehr Kosten gespart werden, als es durch den Einsatz von ´asiatischen Low-Cost-Kameras´ möglich wäre. Ferner kann die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems verbessert und die Flexibilität erhöht werden, da das System einfach skaliert werden kann. Mit der Einführung der ersten Ne-x-t Generation Kamera hat Matrix Vision seit jeher das Ziel verfolgt, die Funktionalität ihrer Kameras mit smarten Features kontinuierlich zu erweitern und dadurch einen echten Mehrwert für Kunden zu bieten.
