Vision Insights: Die Aufnahme des ersten Bildes ist immer der schwierigste Teil

Gebrauchsfertige Sensormodule erleichtern das Prototyping und tragen dazu bei, dass intelligente Geräte mit Embedded Vision in nur 30 Minuten mit dem ersten Bild versorgt werden können.

Intelligente Kühlschränke, intelligente Landwirtschaftsdrohnen oder hochsensible Industrieroboter – der funktionierende Prototyp und das erste Bild stellen besondere Herausforderungen für Entwickler dar, die nackte Sensoren in ihre Geräte einbetten. In diesem Fall sind kleine Sensormodule einsatzbereit und können den Prozess von der ersten Idee bis zum funktionierenden Prototyp sowohl vereinfachen als auch beschleunigen.

Der Hersteller eines Kühlschranks muss Erfahrung in der Kühlung haben. In Zeiten von Smart Home-Geräten ist das nicht mehr so einfach. Ein moderner Kühlschrank mit integrierten Kameras kann das Mindesthaltbarkeitsdatum von Lebensmitteln analysieren, die Online-Einkaufsliste aktualisieren oder passende Rezepte anzeigen. Die Entwickler dieser intelligenten Geräte benötigen heute Grundkenntnisse in den Bereichen Bildgebung, Sensorik, Verarbeitung und Programmierung. Darüber hinaus müssen sie mit der Integration der Kameratechnologie in das gesamte Kühlsystem vertraut sein.

Abbildung 1: Intelligente Kühlschränke integrieren Kameras zur Erkennung von Lebensmitteln, zur Aktualisierung von Online-Einkaufslisten und zur Bereitstellung von Rezepten

Hürden auf dem Weg zum ersten Bild

Die erstmalige Integration von Bildverarbeitungstechnologie in intelligente Geräte stellt selbst erfahrene Entwicklungsteams oft vor neue Herausforderungen. Sie müssen ein Proof-of-Concept realisieren und ein Endprodukt auf Herz und Nieren prüfen – die Grundfunktionen und das Zusammenspiel aller Komponenten müssen einwandfrei funktionieren. Im Vision-Subsystem muss eine Vielzahl von Komponenten angeschlossen und verifiziert werden, und die Softwareentwicklung muss auf die endgültige Hardware warten. Das elektronische Design, das Layout und die Herstellung der Leiterplatte benötigen Zeit und es müssen Ressourcen zugewiesen werden. Insbesondere die Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung und der Anschluss von Sensoren und Geräten erfordern fundiertes Fachwissen und Erfahrung. Was die Markteinführung und die Ressourcen angeht, kann ein Mangel an Know-how bei der Sensorintegration den Zeitplan erheblich verlängern.

„Wir wollen es Ingenieuren und Entwicklern ermöglichen, Bildsensoren direkt in ihrer Anwendung zu qualifizieren, sie schnell zu integrieren und sich nicht um die Basistechnologie des Vision-Subsystems kümmern zu müssen“, sagt André Brela, Produktmanager bei FRAMOS®. Der Bildverarbeitungsspezialist hat eine Produktlinie von austauschbaren Sensormodulen und Adaptern entwickelt, die die Entwicklung von Embedded Vision Produkten erleichtern und beschleunigen. Laut Brela können Entwicklungsteams, die zum ersten Mal mit Bildverarbeitung arbeiten, sowohl den Proof-of-Concept als auch die ersten Prototypen mit Standardkomponenten umsetzen, ohne dass sie über ein großes Fachwissen verfügen müssen. Vom Auspacken der vorgelöteten Sensormodule bis zur Aufnahme des ersten Bildes dauert es weniger als 30 Minuten“, so der Produktmanager.

Abbildung 2: FRAMOS Sensormodule sind in vielfältigen Versionen und mit Adaptern und Prozessorkarten erhältlich, um Embedded Vision Lösungen einfach aufzubauen

Auch für Vision-Anfänger: Auf der Überholspur zum ersten Prototyp

Sensoren und Prozessoren mit einem flexiblen Adapterkonzept können während der Tests ausgetauscht werden, um die beste Kombination von Komponenten zu ermitteln. Dieser aktive Austausch hat keinen Einfluss auf die Schnittstellen. Die Softwareentwickler können sich auf ihre Kernanwendung konzentrieren und gleichzeitig unabhängig vom Hardwareteam arbeiten. André Brela erklärt das Konzept hinter den Sensormodulen: „Mit unseren Sensormodulen müssen OEMs und Gerätehersteller nicht unbedingt selbst zu Sensorexperten werden, um von der Freiheit und Effizienz der anwendungsspezifischen Sensorintegration zu profitieren. Wir glauben, dass unsere Kunden am erfolgreichsten sind, wenn sie sich auf ihre Kernanwendung konzentrieren. Im obigen Beispiel bedeutet das, wirklich gute Kühlschränke herzustellen. Für die intelligenten Zusatzfunktionen bietet die FRAMOS Embedded Vision Produktlinie sofort zugängliche Hardware und Treiber, die eine Vielzahl von Bildsensoren mit offenen Verarbeitungsplattformen kombinieren. Darüber hinaus bietet sie Einsteigern in die Bildverarbeitung die Möglichkeit, in kurzer Zeit und zu geringen Kosten einen Proof-of-Concept und den ersten Prototyp eines intelligenten Kühlschranks zum Laufen zu bringen.