Erfolg mit Embedded Vision Systemen. Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 1

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1 Erfolg mit Embedded Vision Systemen Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 1

2 Erfolg mit Embedded Vision Systemen Embedded Prozessoren vs. X86er Derivate DSP vs. FPGA vs. GPP wer ist geeigneter für BV-Anwendungen? Entwicklungseffizienz und Risikominimierung Vielfalt im Maschinenbau: Produktportfolio Entwicklungsablauf eines Embedded Vision Systems Bibliotheken Wohin geht die Zukunft? Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 2

3 Können Sie das übersetzen? Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 3

4 Wer von Ihnen hat folgendes Know-how? C++ Programmierung, persönlich oder Mitarbeiter Bildverarbeitungsalgorithmen Grundlagen von Prozessorarchitekturen Merksatz: Embedded Vision Systeme sind die Basis für Produkt-entwicklungen, in denen Sie Ihre Wertschöpfung einbringen und das Ziel Alleinstellungsmerkmale sind. Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 4

5 Einordnung Embedded Vision System Merksatz: Embedded Vision Systeme sind die logische Erweiterung von Vision Sensoren und parametrierbaren Intelligenten Kameras und kaum PC- Ersatz. Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 5

6 Technologievergleich Intel // Texas Instruments Vergleich Intel GPP vs. TI DSP TI/Intel Prozessor Core2Duo 2GHz C GHz Fertigungsprozess [nm] % Nächster Innovationsschritt [nm] % Transistoren [Millionen] % Verlustleistung typisch [Watt] 34 1,65-95% Merksatz: Der PC-Prozessor hat eine 20-fache Verlustleistung gegenüber einem TI- Prozessor nicht nur die Rechenleistung zählt! Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 6

7 GPP, DSP, FPGA kompakt General Purpose Processor (PC) Single und Multicore (wer verteilt die Intelligenz?) In C++ programmierbar Im Prozessor steckt die Intelligenz Überwiegender Einsatz mit nicht echtzeitfähigem OS (Windows) Im Detail komplex Historische Altlast (X86) Zufriedenstellende Ausführungsgeschwindigkeit bei Standardanwendungen Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 7

8 GPP, FPGA, DSP kompakt Digital Signal Prozessor (DSP): Einfache Struktur 8 Operationseinheiten rechnen parallel In C++ programmierbar Intelligenz für Programme steckt im Compiler Field Programmabel Gate Array (FPGA) Programmierbares Silizium Parallele Ausführung von Operationen In VHDL programmierbar Lange Entwicklungs- & Compilerzeiten Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 8

9 Prozessor Klassifikation Ease of use Low power GPP Diversity Performance Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 9

10 Prozessor Klassifikation Ease of use Low power FPGA GPP Diversity Performance Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 10

11 Prozessor Klassifikation Ease of use Low power DSP FPGA GPP Diversity Performance Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 11

12 VisionBox Rechenleistung Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 12

13 Zusammenfassung: Der DSP hat Hardwarevorteile, ist einfach zu nutzen, kann für viele BV-Anwendungen eingesetzt werden und rechnet so schnell wie PC Prozessoren. Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 13

14 Abgrenzung - Fragen Könnte Ihre Applikation eines Tages in Form eines Vision Sensors umgesetzt werden? Bauen Sie Serien-Prototypen oder Produkte? Möchten Sie Herr Ihrer Anwendung sein? Wo erwarten Sie Innovationen? Sind Sie hier wettbewerbsfähig aufgestellt? Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 14

15 Entwicklungseffizienz und Risiko - Fragen Wer ist verantwortlich für den Weg von der Kamera über das Interface durch den Rechner bis zum Arbeitsspeicher? Wie viele Softwareschichten liegen zwischen Kamerainterface und Anwendungssoftware und wer beherrscht sie? Wieviel Aufwand steckt in der Reproduktion eines 2 Jahre alten Vision Systems? Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 15

16 Aspekte eines erfolgreichen Vision Systems Embedded Vision System Optimiert für Machine Vision System-Setup Debugging- Umfang Echtzeitverhalten Bibliotheken Langzeit- Verfügbarkeit Kosten der Reproduktion Technischer Support Technische Verantwortung Time to Market Skalierbarkeit Schulung Expertenwissen Kopierschutz Betriebssystemverhalten Alleinstellungsmerkmale Komponentenpreis Technische Aspekte Kommerzielle Aspekte Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 16

17 Produktportfolio - Struktur Embedded Vision VisionBox VisionCam VisionBox Quad VisionCam PS VisionBox MPS VisionCam Separate Head VisionBox Touch VisionBox Compact Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 17

18 Produktportfolio Details Ob Boxvarianten oder Semisysteme das Baukastensystem erfüllt auch Ihre Anforderungen. Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 18

19 VisionBox MPS Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 19

20 VisionBox Quad Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 20

21 VisionBox Quad Inside Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 21

22 VisionBox Quad Blockdiagramm Camera Link Camera Link Camera Link Base Input Camera Link Base Input Grafic Output DVI Dig. IO Intelligent Camera Trigger Unit Communication Controller 8/ 8 Digital IO Serial Interface Dig. IO Serial VISION COMPUTER #4 1 GHz Processor 256 MB RAM 4 MB Flash VISION COMPUTER #3 1 GHz Processor 256 MB RAM 4 MB Flash VISION COMPUTER #2 1 GHz Processor 256 MB RAM 4 MB Flash = Real Time Data Management of Inputs, Outputs and Image Processing Computer = Real Time Data Management of Streaming Data and Block Oriented Data Realtime Clock Option Board: IEEE 1394 or Camera Link IO or Analog Input or Camera Link Input VISION COMPUTER #1 1 GHz Prozessor 256 MB RAM 4 MB Flash Gigbit-Ethernet Controller 100/1000 Ethernet Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 22

23 VisionBox Compact II funktions- & kostenoptimiert. Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 23

24 VisionBox Touch beste Bedienung und Integration Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 24

25 VisionCam Merksatz: Die VisionCam repräsentiert den Trend zu höher integrierten, getesteten, echtzeitfähigen Systemen. Diese steigern die Entwicklungsproduktivität, sparen Zeit und Kosten. Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 25

26 Entwicklungsablauf Embedded Vision System Ein PC mit dem Code Composer Studio dient als Entwicklungsrechner. Kommunikation mit der VisionBox über einen Emulator. Debugging und Code-Ausführung direkt auf der VisionBox. Stand-Alone Bildverarbeitungssystem Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 26

27 Integrierte Entwicklungsumgebung Code Composer Studio Standard C und C++ C-IO Funktionen (fopen, fclose, fgetc ) Volle Kontrolle über den Prozessor Graphischer Debugger, Watch Window C-API zur Anbindung der Hardware DSP-BIOS für Multitasking Anwendungen vollwertiger Compiler und Debugger mit intuitiver Bedienung Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 27

28 Softwareschichten und Bibliotheken Ihre Applikation Ihre C++ Quellen HALCON TI-Library Analogic Lib OCR 2D Korrelation Beispielprogramm gemäß Ihren Anforderungen STRAMPE C-API Library & GUI-Library Texas Instruments OS DSP/BIOS, Processor Library STRAMPE Firmware HARDWARE Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 28

29 Roadmap was bringt die Zukunft? Der einzige 1-Kabel-Standard: Power over Camera Link Neue VisionCams Intelligente Kameras Multicore DSP Systeme Am Ende des Tages sind erfolgreiche Vision Systeme EMBEDDED. Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 29

30 Schützen Sie Ihr Know-how! Embedded Vision - Copy Protected Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 30

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Ing. Carsten Strampe Embedded Vision Systeme 31

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