5 Wege, wie Ihr Vision System Building Partner Sie unterstützen kann

Wenn Sie ein neues Bildverarbeitungssystem beschaffen oder entwickeln müssen, stehen Sie sofort vor einem Dilemma: können Sie ein Standardprodukt beschaffen, das für die gewünschte Anwendung geeignet ist, oder sollten Sie Ihr eigenes entwickeln? Wir haben einige der technischen Aspekte dieser Frage in unserem White Paper behandelt: Bauen oder kaufen – Das Dilemma des Herstellers von Bildverarbeitungssystemen.

Die Entwicklung eines Bildverarbeitungssystems erfordert erfahrene Hardware-Ingenieure, Software-Entwickler, die sich mit Datenkommunikationsprotokollen und Gerätetreibern auskennen, und den Zugang zu Spezialisten, die sich mit Optik, Bilddatenkodierung und Bildoptimierung auskennen.

Wenn Sie keine adäquate Standardlösung finden, haben Sie vielleicht keine andere Wahl, als Ihr eigenes Bildverarbeitungssystem zu entwickeln. Es gibt jedoch Möglichkeiten, das Risiko zu minimieren und gleichzeitig die Zeit bis zur Markteinführung eines Funktionsprodukts zu verkürzen.

Sie können die Unterstützung von VertriebshÀndlern und Lieferanten nutzen, um die beste Kombination aus Sensortechnologie und Optik fÃŒr Ihre Anwendung zu finden. Sie können auch einige der routinemÃ?ßigen Design- und Entwicklungskosten auslagern, indem Sie modulare Komponenten kaufen, die fÃ?r alle Bildverarbeitungssysteme gleich sind – wie Sensormodule oder optische Module – und fÃ?r die der Besitz der IP keinen Wettbewerbsvorteil bringt.

Eine Möglichkeit, Risiken zu minimieren, ist die Suche nach Industriepartnern, die Sie bei der Entwicklung Ihres Bildverarbeitungssystems unterstützen. Hier sind 5 Dienstleistungen, die Ihr Baupartner anbieten können sollte:

Die Auswahl des richtigen Bildsensors

Der Bildsensor ist das Herzstück eines Bildverarbeitungssystems und bestimmt viele der anderen Designentscheidungen, einschließlich der Auswahl der Optik, des Datentransportprotokolls und des Moduldesigns. In manchen Fällen ist die Wahl des Sensors ganz einfach: Wenn Sie einfach nur einen kostengünstigen Farbbildsensor benötigen, können Sie je nach gewünschter Empfindlichkeit und Auflösung aus einer breiten Palette von Rolling-Shutter-Bildsensoren wählen.

Diese Entscheidung wird jedoch komplexer, wenn Ihre Anwendung die Erfassung von Hochgeschwindigkeitsbewegungen oder 3D-Sensorik erfordert. Es gibt eine Menge funktioneller Fragen, die beantwortet werden müssen. Für Hochgeschwindigkeitsanwendungen könnte ein Global Shutter-Sensor die benötigte Leistung bieten, aber Schwierigkeiten hinsichtlich der Beleuchtungsanforderungen oder der resultierenden Datenrate bereiten. Vielleicht entscheiden Sie sich für eine Lösung mit einem ereignisbasierten Sensor oder sogar für eine Kombination von Sensoren.

Für die 3D-Tiefenerkennung gibt es eine Vielzahl von Technologien – jede mit ihren eigenen Stärken und Schwächen. Einige Technologien wie indirekte Time-of-Flight (ToF)-Sensoren bieten eine hervorragende Leistung in einem weiten Bereich von Arbeitsabständen, stellen die Entwickler von Bildverarbeitungssystemen aber auch vor technische Herausforderungen und funktionale Einschränkungen wie die Empfindlichkeit gegenüber Umgebungslicht.

Entwurf der Optik für Ihr Bildverarbeitungssystem

Die Wahl des Objektivs und des Objektivanschlusses für Ihr Bildverarbeitungssystem richtet sich zum einen nach der Wahl des Bildsensors und zum anderen nach dem gewünschten Einsatzbereich und den Beleuchtungsbedingungen.

Für einen festen Arbeitsbereich mit einer relativ kleinen Sensorgröße könnte ein preiswertes M-12-Objektiv mit Schraubanschluss eine gute Wahl sein. Wenn Ihr Bildverarbeitungssystem jedoch einen großen Bildsensor und einen entsprechend großen Bildkreis erfordert, müssen Sie möglicherweise ein größeres Objektiv mit C/CS-Anschluss kaufen. Ihr Einsatzbereich und die wechselnden Lichtverhältnisse können darüber entscheiden, ob Sie ein Objektiv mit manueller oder automatischer Blende verwenden.

Einige Sensortechnologien, wie SWIR-Sensoren, erfordern spezielle Objektive mit Elementen aus Germanium oder anderen speziellen Substraten. Für Anwendungen mit wenig Licht benötigen Sie möglicherweise Objektive mit großen Arbeitsöffnungen.

Einige Aspekte der Entwicklung von Bildverarbeitungssystemen erfordern den Zugang zu einem Optiklabor, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Eine bestimmte Kombination aus einem Sensor und einer Optik wird selten sofort ein perfektes Bild erzeugen, sondern erfordert eine Kalibrierung und die Entwicklung eines „abgestimmten“ Bildprofils, um eine optimale Bildqualität und Farbwiedergabe zu erzielen.

Unser Optiklabor bei FRAMOS bietet eine Vielzahl von Dienstleistungen an, darunter die optische Ausrichtung, die Prüfung der Bildeigenschaften, die Prüfung nach EMVA 1288 und die Bildoptimierung.

Wir haben auch ein „Ökosystem“ entwickelt, das Hardwaremodule, Gerätetreiber und abgestimmte Bildprofile kombiniert, um Entwicklern von Bildverarbeitungssystemen einen Vorsprung bei der Entwicklung neuer Produkte zu verschaffen.

Module von der Stange anbieten

Nur weil Sie Ihr eigenes Bildverarbeitungssystem entwickeln, bedeutet das nicht, dass Sie das Rad neu erfinden müssen. Mehrere Distributoren von Bildverarbeitungskomponenten, darunter FRAMOS, stellen Standardmodule her und vertreiben sie. Dazu gehören Sensormodule, die Konnektivität und eine Standardschnittstelle für einen bestimmten Bildsensor bieten, und Sensoradaptermodule, die einen Onboard-Taktgeber und Schnittstellen für eine Vielzahl von Datentransportprotokollen, darunter MIPI, CSI-2 MIPI und GMSL, bieten.

Einige Bildverarbeitungsunternehmen stellen auch optische Module her, bei denen es sich um aufeinander abgestimmte Kombinationen aus einem Sensor, einem Sensormodul, einer Objektivfassung und einem Objektiv handelt. Diese Komponenten werden in jedem Bildverarbeitungssystem verwendet und können oft einfach in Ihr Design „eingesteckt“ werden, je nach Ihren Spezifikationen.

FRAMOS bietet eine große Auswahl an optischen Modulen – viele davon wurden auf der Grundlage der am hÃ?ufigsten nachgefragten Kombinationen von Sensoren und Optiken entwickelt.

Selbst wenn Ihr Projekt einzigartige Anforderungen stellt, die mit einem vorhandenen optischen Modul nicht erfüllt werden können, ist es wahrscheinlich, dass ein Teil der Konstruktions- und Entwicklungslast durch die Suche nach anderen modularen Komponenten eines Bildverarbeitungssystems verringert werden kann.

Ihr Partner für die Entwicklung von Bildverarbeitungssystemen sollte in der Lage sein, mit Ihnen zusammen die Anforderungen an Ihr Bildverarbeitungssystem zu ermitteln, die mit einem Standardmodul erfüllt werden können.

Bereitstellung von Entwickler-Kits

Selbst wenn Ihr Ziel darin besteht, eigene Hardware für die Bildverarbeitungskomponente Ihres Bildverarbeitungssystems zu entwickeln, benötigen Sie einen guten Ausgangspunkt für das Prototyping und die Entwicklung.

Je nachdem, wie das Produkt aussehen soll, können Sie sich dafür entscheiden, Ihr Bildverarbeitungssystem mit einem kleinen Bordcomputer wie dem Raspberry Pi, einem eingebetteten Computer wie der NVIDIA Jetson-Produktfamilie oder einem Field-Programmable Gate Array (FPGA) wie dem Xilinx Kintex zu prototypisieren.
Die meisten Bildverarbeitungsunternehmen bieten eine Version eines Entwickler-Kits an, das mit einer dieser Optionen zusammenarbeitet. Diese können Ihren Ingenieuren viel Zeit ersparen, indem sie grundlegende Hardware und ein Software-Toolkit bereitstellen, um Bilddaten in den eingebetteten Computer oder FPGA in einer Art und Weise zu übertragen, die dieser verarbeiten kann.
Wir stellen eine Reihe von Bildprozessor-Adaptermodulen her, um die Kommunikation zwischen Sensormodulen und einer Vielzahl von Bildprozessorlösungen zu erleichtern, und wir bieten auch Entwicklerkits und Trägerplatinen für einige der populäreren Prototyping-Lösungen an, einschließlich der eingebetteten Computer von NVIDIA Jetson.

Durch den Einsatz eines Entwickler-Kits kann Ihr Bildverarbeitungssystem-Entwicklungsteam die Kerntechnologie schnell einsatzbereit machen, so dass es sich auf die Entwicklung von Funktionen und das Softwaredesign konzentrieren kann.

Kundenspezifische Bildverarbeitungslösungen und Fertigungsdienstleistungen

Selbst wenn Ihr Unternehmen über eigene Produktionsanlagen verfügt, ist es möglicherweise nicht machbar oder wirtschaftlich, alle optischen und elektronischen Komponenten Ihres Bildverarbeitungssystems selbst herzustellen. Durch die Zusammenarbeit mit einem Partner, der Bildverarbeitungssysteme herstellt, können Sie dessen technische Erfahrung und Fertigungseinrichtungen nutzen.

Ein guter Partner wird mit Ihnen zusammenarbeiten, um Ihre Anwendungsanforderungen besser abzustimmen und gemeinsam mit Ihnen den Umfang und die Funktionalität Ihrer spezifischen Anforderungen zu definieren.

Ihr Partner bei der Entwicklung von Bildverarbeitungssystemen sollte sich an Ihren Grenzen orientieren – sei es in Bezug auf Wärmemanagement, Ergonomie, EMV-Anforderungen, Robustheit – oder bei der Abwägung von Leistung, Komponentenpreis und Qualität.

Wenn Sie besondere Anforderungen an das von Ihnen entwickelte Bildverarbeitungssystem haben, kann Ihnen das Team für kundenspezifische Lösungen bei FRAMOS helfen, kundenspezifische Hardwaremodule und Bildverarbeitungskomponenten zu entwerfen und zu entwickeln.

Wir bieten auch Fertigungsdienstleistungen für kundenspezifische Komponenten von Bildverarbeitungssystemen an, einschließlich der Entwicklung von kundenspezifischen Modulen, der optischen Ausrichtung und der Endmontage von optischen Modulen.

Fazit

Die Entscheidung, ein eigenes Bildverarbeitungssystem zu entwickeln, kann entmutigend sein und birgt Risiken, die Ihr Entwicklungsteam entmutigen können – insbesondere, wenn dies das erste Bildverarbeitungssystem ist, das Ihr Unternehmen zu entwickeln gedenkt. Es kann Ihnen aber auch einen erheblichen Wettbewerbs- und Technologievorteil gegenÃ?ber Ihren Konkurrenten verschaffen, weshalb die Frage „bauen oder kaufen“ Ã?berhaupt eine Ãœberlegung wert ist.

Wenn Ihr Unternehmen ein Bildverarbeitungssystem entwickelt, kann die Suche nach einem Partner für den Aufbau eines Bildverarbeitungssystems ein guter erster Schritt in Richtung Ihres Ziels sein. Wir können helfen – so wie wir Dutzenden von anderen Unternehmen geholfen haben, eine Vielzahl innovativer neuer Bildverarbeitungssysteme zu entwickeln. Wir können Ihnen helfen, Risiken zu erkennen und zu minimieren, und wir können die Lücken schließen, in denen Ihre Entwicklungs- und Fertigungsteams Unterstützung benötigen.

Machen Sie FRAMOS zu Ihrem Partner für die Entwicklung von Bildverarbeitungssystemen.