{"id":16045,"date":"2025-07-24T08:56:49","date_gmt":"2025-07-24T08:56:49","guid":{"rendered":"https:\/\/framos.com\/articles\/simplify-camera-integration-for-industrial-applications\/"},"modified":"2026-07-01T08:16:57","modified_gmt":"2026-07-01T08:16:57","slug":"simplify-camera-integration-for-industrial-applications","status":"publish","type":"articles","link":"https:\/\/framos.com\/de\/fachartikel\/simplify-camera-integration-for-industrial-applications\/","title":{"rendered":"Vereinfachen Sie die Integration von Kameras f\u00fcr industrielle Anwendungen"},"content":{"rendered":"\n

Cameras have become indispensable in modern industrial applications. In many cases, intelligent vision systems support and even enable specific applications. They detect and record obstacles, recognize objects, and map them. They can be found in cars, intralogistics, autonomous mobile robots<\/a>, and drones. Advances in technology have made vision system components smaller, more affordable, and accessible for a wide range of uses. <\/p>\n\n

Eine Anwendung mit Bildverarbeitungsfunktionen auszustatten, kann \u00e4u\u00dferst komplex sein, aber in vielen F\u00e4llen ist es einfacher, als Sie vielleicht denken. Es gibt ein paar wichtige Dinge, die Sie beachten sollten. In unserem Artikel erkl\u00e4ren wir Ihnen, was Sie wissen m\u00fcssen, um mit Ihrer Anwendung loslegen zu k\u00f6nnen. <\/p>\n\n

Embedded Vision Anwendungen<\/h3>\n\n

Embedded vision applications are rapidly expanding across a diverse range of industries<\/a>, each leveraging the technology to address unique challenges and unlock new possibilities. In manufacturing, embedded vision systems play a crucial role in quality control, assembly line automation, and inspection, providing detailed analysis and insights that drive efficiency and accuracy. <\/p>\n\n

Der Gesundheitssektor profitiert von eingebetteter Bildverarbeitung durch fortschrittliche medizinische Bildgebung, Patienten\u00fcberwachung und Diagnosetools, die alle zu einer verbesserten Patientenversorgung und besseren Ergebnissen beitragen. Im Transportwesen ist die eingebettete Bildverarbeitung das Herzst\u00fcck autonomer Fahrzeuge, die ihre Umgebung wahrnehmen und w\u00e4hrend der Fahrt fundierte Entscheidungen treffen k\u00f6nnen. Mit der weiteren Entwicklung eingebetteter Bildverarbeitungssysteme wird ihre F\u00e4higkeit, verwertbare Erkenntnisse zu liefern und die Systemleistung zu verbessern, weiter zunehmen und den Weg f\u00fcr noch mehr innovative Anwendungen in der Zukunft ebnen. <\/p>\n\n

Herausforderungen bei der Kameraintegration<\/h3>\n\n

Um einem Bildverarbeitungssystem F\u00e4higkeiten zu verleihen, brauchen Sie ein gutes Verst\u00e4ndnis der Anwendung, die Sie erstellen. Die beiden Schl\u00fcsselfragen dabei sind: Welches Ergebnis m\u00f6chten Sie erreichen und welche Faktoren spielen dabei eine Rolle? Die Erstellung hochaufl\u00f6sender Bilder f\u00fcr Luftaufnahmen erfordert von einem Kamerasystem andere F\u00e4higkeiten und Eigenschaften als die Messung von F\u00fcllst\u00e4nden in einer dunklen Fabrikhalle. Thermische und mechanische Einfl\u00fcsse m\u00fcssen ber\u00fccksichtigt werden und die gew\u00fcnschten Bildergebnisse m\u00fcssen klar definiert sein. W\u00e4hrend einige Anwendungen mit einer relativ geringen Aufl\u00f6sung von 2 bis 3 Megapixeln auskommen, erfordern Anwendungen in der Qualit\u00e4tskontrolle, wie z.B. die Oberfl\u00e4cheninspektion von Wafern, die „letzten paar Prozent“ an Leistung von einem Kamerasystem. Dies ist die Anwendungsseite des Anforderungsprofils f\u00fcr die Kameraintegration. <\/p>\n\n

Die Hardwareseite hingegen sieht wie folgt aus: Ein Kamerasystem besteht aus ein paar Komponenten. Zun\u00e4chst ben\u00f6tigen Sie einen Bildsensor, ein geeignetes Objektiv, Steuerplatinen, Verkabelung und entsprechende Treiber oder Software. Bildsensoren werden normalerweise direkt auf einer Platine integriert und f\u00fcr industrielle Zwecke angeboten. Dies nennt man ein Kameramodul. Die Steuerlogik f\u00fcr den Sensor befindet sich auf der Platine. H\u00e4ufig werden energieeffiziente Steuerger\u00e4te wie ESP32 verwendet. <\/p>\n\n

These can be flashed with the appropriate code. For demanding industrial applications, however, there are also powerful system-on-modules (SOM) such as those from NVIDIA and AMD (formerly Xilinx) with system-on-chips (SOC) developed for specific applications, such as those from NXP, which optimally integrate powerful image sensors such as those from Sony<\/a>. There is a wide range of SOMs, SOCs, adapter boards, cabling options, and software stacks available. This is urgently needed because the choice is as wide as the range of applications.<\/p>\n

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Eingebettete Vision: Kameramodul bestehend aus Bildsensor und Leiterplatte, Flexkabel und Objektiv.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n

In vielen F\u00e4llen fungiert das Kamerasystem als ein Ger\u00e4t, das sowohl die Bilderfassung als auch die Bildverarbeitung in einer kompakten Einheit integriert und so eine Miniaturisierung und anwendungsspezifische Anpassung erm\u00f6glicht. Ein eingebettetes Bildverarbeitungssystem kombiniert Hardware und Software, um Bilder in einem einzigen Ger\u00e4t zu erfassen, zu verarbeiten und zu analysieren, und bietet damit Flexibilit\u00e4t und transformatives Potenzial f\u00fcr eine Vielzahl von Anwendungen. <\/p>\n\n

Bei der Diskussion \u00fcber die Steuerlogik und die SOMs ist es wichtig zu beachten, dass das FPGA-Design eine Schl\u00fcsselrolle bei der Erzielung niedriger Latenzzeiten und der Unterst\u00fctzung fortschrittlicher Anwendungen wie Bildverarbeitung und Deep Learning spielt. Es gibt eine gro\u00dfe Auswahl an SOMs, SOCs, Adapterplatinen, Verkabelungsoptionen und Software-Stacks, was auch dringend notwendig ist, denn die Auswahl ist so gro\u00df wie die Bandbreite der Anwendungen. Die Bildverarbeitung ist f\u00fcr die Interpretation visueller Daten f\u00fcr Echtzeitanwendungen unerl\u00e4sslich und erm\u00f6glicht intelligente und reaktionsschnelle eingebettete Bildverarbeitungssysteme. <\/p>\n\n

Planung der Kameraintegration zur Kontrolle von Umwelteinfl\u00fcssen<\/h3>\n\n

Nehmen wir an, dass eine Kamera in ein Auto integriert und als R\u00fcckfahrkamera verwendet werden soll: Bei der Planung der Kameraintegration ist es wichtig, klare Ziele zu setzen, um sicherzustellen, dass alle Anforderungen erf\u00fcllt werden und das System mit den beabsichtigten Zielen \u00fcbereinstimmt. Das Kamerasystem muss sowohl bei Tag als auch bei Nacht mit gleichbleibend guter Leistung funktionieren und relativ hohen Temperaturen und Vibrationen standhalten. Dar\u00fcber hinaus sollte die Kamera hochaufl\u00f6sende Bilddaten in Echtzeit liefern, die von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) verarbeitet (z. B. zur Hinderniserkennung) und dann an einen Domain Controller oder den Fahrzeugcomputer weitergeleitet werden. <\/p>\n\n

Dies erfordert einen Bildsensor mit einem hohen Dynamikbereich, um gro\u00dfe Helligkeitsunterschiede ad\u00e4quat zu erfassen, sowie ein leistungsf\u00e4higes SOM, das idealerweise f\u00fcr Automobilanwendungen ausgelegt und im Optimalfall vorzertifiziert ist. Das Kamerasystem muss korrekt fokussiert sein, und thermische Einfl\u00fcsse d\u00fcrfen das Bildergebnis nicht verf\u00e4lschen. Auch Schock- und Vibrationseinfl\u00fcsse m\u00fcssen ber\u00fccksichtigt werden. Besteht zudem eine gro\u00dfe Entfernung zwischen dem Steuerger\u00e4t bzw. Fahrzeugcomputer und der Kamera im Auto, muss eine entsprechende Verkabelung vorhanden sein und bei hohem Datenaufkommen muss nicht nur das oben erw\u00e4hnte SOM mithalten k\u00f6nnen, sondern auch eine geeignete, leistungsf\u00e4hige Datenschnittstelle vorhanden sein. <\/p>\n

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Koaxialkabel auf der Basis von GMSL werden h\u00e4ufig in Automobilen verwendet. Dadurch k\u00f6nnen die Optiken bis zu 15 Meter von den Leiterplatten entfernt installiert werden. <\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n

W\u00e4hrend der Systemvalidierung und der Leistungs\u00fcberpr\u00fcfung m\u00fcssen Sie unbedingt Ma\u00dfnahmen ergreifen, um die Systemsicherheit zu \u00fcberpr\u00fcfen und alle relevanten Protokolle vor dem Einsatz zu kontrollieren.<\/p>\n\n

Umfassendes modulares System f\u00fcr perfekte Integration<\/h3>\n\n

Nowadays, there are suitable components available to overcome all these hurdles. FRAMOS<\/a> offers a complete, optimally coordinated ecosystem that is ideally suited to every conceivable application. <\/p>\n\n

Ein Bausatz f\u00fcr dieses modulare System, bekannt als FSM:Ecosystem, besteht in der Regel aus den folgenden Komponenten:<\/p>\n\n