AI goes Embedded

GPGPUs zur Effizienzsteigerung von KI- und Highspeed-Vision
KI Computing findet überall statt: Sei es beim autonomen Fahren, bei Data Science oder in der Zugangskontrolle. Diese kommerziellen Anwendungen sind auf immer schnellere Prozesszeiten und steigende Auflösungen angewiesen, die durch GPGPU (General Purpose Graphical Processing Unit) sichergestellt werden. Diese vereinen auf einem Chip Multicore CPUs sowie Multicore GPUs und bestechen im Vergleich zu GPU-Karten durch ihre langjährige Verfügbarkeit und Kompaktheit.
Bild: Imago Technologies GmbH

Bildverarbeitung in Real Time

Um die Hardware-Echtzeitfähigkeit für präzise Abläufe in Anlagen zu gewährleisten, in denen das exakte Zusammenspiel verschiedener Geräte und Teilsysteme einer Maschine die Voraussetzung für fehlerfreie Prozesse ist, hat Imago Technologies den sogenannten Real Time Communication Controller entwickelt und in die Vision Box AI integriert. Bei High-Speed-Fertigungslinien ist die Bildaufnahme jedes einzelnen Teils zum richtigen Zeitpunkt eine anspruchsvolle Aufgabe und erfordert eine präzise Synchronisation der Beleuchtung und des Kameratriggers. Dazu müssen die Signale des Sensors zur Erkennung der ankommenden Teile und des Encoders, der Informationen über die Bandgeschwindigkeit und -richtung liefert, perfekt aufeinander abgestimmt sein. Am Ende der Linie muss ein Auswerfer präzise gesteuert werden, um Teile mit erkannten Fehlern auszuschleusen. Der in die Vision Box AI integrierte Real Time Communication Controller sorgt für die zuverlässige Kommunikation und Zusammenarbeit aller Komponenten in den Automatisierungs- und Visionsystemen.

Bild 2 | Der Real Time Communication Controller (RTCC) ist Bestandteil der Vision Box AI und dient der Steuerung der verschiedenen Schnittstellen in Echtzeit.
Bild 2 | Der Real Time Communication Controller (RTCC) ist Bestandteil der Vision Box AI und dient der Steuerung der verschiedenen Schnittstellen in Echtzeit.Bild: Imago Technologies GmbH

Mehrere Kameraschnittstellen

In Maschinen und Automationslösungen integrierte Vision Systeme benötigen eine Reihe von Schnittstellen, wie z.B. digitale IO, eine RS422 zum Anschluss von inkrementellen Encodern, Kameraschnittstellen à la 4x GigE, Ethernet, USB und optional ein Monitorausgang. Des Weiteren gibt es zwei Camera Link Schnittstellen für den Anschluss von Zeilenkameras. Die Übertragungsweise von Camera Link erfolgt parallel in Echtzeit, im Vergleich zur paketorientierten und protokolllastigen Übertragung via GigE Vision.

Einfache Wege zu einer Vision-Lösung

Vision Box AI-Anwender erhalten die komplette Bildverarbeitungsinfrastruktur aus einer Hand und können sich auf die Entwicklung ihrer Visionapplikation konzentrieren. Unterstützt werden sie dabei von der Software-Plattform ViewIT. Diese bietet eine schnelle Lösung, um Software für spezielle Anwendungsfälle und beliebige Bildverarbeitungsaufgaben in kürzerer Zeit und mit geringerem Entwicklungsaufwand zu entwickeln, ohne auch nur eine Zeile Code außerhalb der Bildverarbeitung selbst schreiben zu müssen. Eine webbasierte grafische Benutzeroberfläche mit einfach zu konfigurierenden Softwaremodulen ermöglicht es jedem Automatisierungsingenieur, auf die Bildverarbeitung zuzugreifen und Aufgaben wie die Bildanzeige oder die Konfiguration aller Kameras im System zu erledigen. ViewIT ist für das Linux OS erhältlich. Der kompakte, mit GPGPU ausgestattete lüfterlose Visionrechner bietet eine effektive Möglichkeit, entweder einfache AI-Anwendungen mit hohem Prozesstakt oder aber mit komplexeren Netzwerken umzusetzen. Aber auch Anwendungen mit Mehrkamerasystemen, hyperspektrale Applikationen oder Anwendungen aus dem Bereich Lightfield Imaging – Verfahren, die enorm viel Rechenleistung benötigen, – sind prädestiniert für die Vision Box AI.

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