ITAS. Integrationstechnologien für autonome Sensorsysteme Jan Dirk Schulze Spüntrup MST-Kongress 2015,

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Dirk Holst
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1 ITAS Integrationstechnologien für autonome Sensorsysteme Jan Dirk Schulze Spüntrup MST-Kongress 2015,

2 SSI-ITAS: Motivation IoT Connected smart Devices Multiple sensors Connectivity Microcontroller Embedded Software IoT Power management Small form factor Home Assist. Living Industry 4.0 Quellen: Südwest Abschlusspräsentationen

3 SSI-ITAS: Projektsteckbrief Bereitstellung von Schlüsselbausteinen für autonome Sensormodule in unterschiedlichsten Anwendungen Integrierte Sensorik Systemauslegung Datenverarbeitung / drahtlose Datenübertragung Autonome Energieversorgung Entwicklung von Integrationstechnologien für autonome Sensormodule in Hinblick auf Miniaturisierung Energieeffizienz Modularität Aufbau einer Technologieplattform für autonome Sensorsysteme SSI-ITAS@microTEC Südwest Abschlusspräsentationen

4 SSI-ITAS: Zentrale Ergebnisse Miniaturisierung: Funktion in Package Hohe Funktionsdichte und kleinbauendes industrierobustes Assembly Energieeffizienz: Energy-Harvesting Embedded Energy-Cell Low-Power drahtlose Kommunikation Intelligente Datenvorverarbeitung und Datenreduktion Modularität: Power Management (intelligente Abschaltung, event-gesteuerter Energiebedarf) Konfigurierbar an Applikation / Kunde SSI-ITAS@microTEC Südwest Abschlusspräsentationen

5 SSI-ITAS: Zentrale Ergebnisse Sensor Submodul: Schall, Beschleunigung, Druck, Temperatur, Körperschall, Lage, Helligkeit, IR (Abstand) Inkjet gedruckte Antenne FAM molded Sensor-Package mit Medienfreistellung und gedruckten 3D-Vias über Moldkante Energieharvesting mit 2 x TEG an Kühlkörper & Akku Industrierobuste Aufbau- und Verbindungstechnik Modularer Kamera-Sensorknoten: Hochdynamischer HDRC CMOS Bildsensor mit SVGA-Auflösung Extern u. drahtlos triggerbar (Event-Driven) Modularer Aufbau, erweiterbar je nach Applikation / verfgb. Energie / Kunde SSI-ITAS@microTEC Südwest Abschlusspräsentationen

6 SSI-ITAS: Verwertung Interne Projekte zur Vervollständigung eines Sensor-Netzwerkes bis 12/2015 Nachfolgeprojekte bei allen Projektpartnern: Nutzung der gewonnenen Erkenntnisse (u.a. zwei im Rahmen des SElektI4.0-Calls) Bosch: Würth: Micropelt: Binder: IMS Chips: Demonstrator Sensormodul wird genutzt als Marketinginstrument (Kundenmuster im Bereich BCDS) neuer Bereich Embedded Component Technology Verwertung der elektrisch / energetischen Optimierung in eigenen Produkten Nutzung der Wireless-Technologien für eigene Produkte und Kundenentwicklungen Neue Kameraprodukte mit konfigurierbaren Schnittstellen und Bilddatenvorverarbeitung SSI-ITAS@microTEC Südwest Abschlusspräsentationen

7 SSI-ITAS: Kontakt Jan Dirk Schulze Spüntrup Projektkoordinator IMS CHIPS Allmandring 30 A Stuttgart Fon: Fax: spuentrup@ims-chips.de Web: SSI-ITAS@microTEC Südwest Abschlusspräsentationen

8 INSERO3D Daniel Kersten Karlsruhe, 26. Oktober 2015

9 Bildverarbeitung und Integration INSERO3D Daniel Kersten Karlsruhe, 26. Oktober 2015

10 Ziele des Projektes Kleine (miniaturisierte) und leichte Stereokamera auf Basis der Konkamis-Chips Einsatz von HDRC-Chips für den Einsatz in Szenarien mit hoher Lichtdynamik (z.b. indoor und outdoor) AVT mit Hilfe der MID-Technologie Durch Justage Verzicht auf Kamerakalibrierung Embedded-Bildverarbeitung Steuerung bzw. Regelung einer Aktorik (FTS/Robotino XXT) auf Basis der Kameradaten Südwest Abschlusspräsentationen

11 Ergebnisse Prototyp für eine kleine und leichte Stereokamera vom IMS Embedded Bildverarbeitung auf FPGA bei Pilz Prototyp für einen Service-Roboter mit Stereobildverarbeitung bei Festo Im Rahmen des Projektes wurde auch die Fertigung des KonKaMis-Chips weiter vorangetrieben. Mittlerweile sind Teststrukturen zur messtechnischen Charakterisierung verfügbar. Südwest Abschlusspräsentationen

12 Nächste Schritte AiF-Projekt: Alle Industriepartner im projektbegleitenden Ausschuss IMS 2E Pilz KonKaMis-Chip im AiF-Projekt weiterentwickeln Ziel bleibt die KonKaMis-Kamera fertig zu entwickeln Integration der FPGA-Lösung mit dem FTS und Erarbeitung von Sicherheitsalgorithmen zur Kollisionserkennung Festo Weiterverwertung der Ergebnisse im Bereich Assistenzsysteme Weiterentwicklung des Autokalibrierungsalgorithmus Südwest Abschlusspräsentationen

13 Kontaktdaten Daniel Kersten Research Microsystems Festo AG & Co. KG Ruiter Straße 82 Fon: Esslingen Web: Südwest Abschlusspräsentationen

14 PRONTO KonKaMis Markus Strobel Karlsruhe,

15 Projektsteckbrief KonKaMis Ziele Modulare und konfigurierbare Mikrokamera MID-basierte Aufbau- und Verbindungstechnik Integrierbarer Mikrooptik und LED-Beleuchtung Günstigerer Preis durch mögliche Batch-Fertigung Anwendungen / Demonstratoren: Robotischer Greifer Mikro-Dispenssystem für Laborautomatisierung Fahrerloses Transportsystem Autonomer Kamerakopf PRONTO-Konkamis@microTEC Südwest Abschlusspräsentationen

16 Projektsteckbrief KonKaMis Zentrale Ergebnisse CMOS-Bildsensoren in 3 Auflösungen und A/D-Wandler AVT und MID-Gehäuse mit integrierter Metallisierung Kontaktierte Bildsensorchips (medium) und LEDs Polycarbonat-Linsen in 4 versch. Brennweiten Ausleseelektronik und Teilarbeiten bei den Anwendungsdemonstratoren medium 490 x 420 medium 490 x 420 Image Sensor large 1024 x 990 Pixel ADC & LVDS ADC & LVDS small 300 x mm Abbildungen nicht maßstäblich zueinander PRONTO-Konkamis@microTEC Südwest Abschlusspräsentationen

17 Ausblick und nächste Schritte Verwertung und Märkte Produktionstechnik und industrielle Bildverarbeitung Robotik und Automatisierungstechnik Neue Herausforderungen in Folgeprojekt (in Planung) Funktionalitätserweiterung durch spezielles Optikdesign (Wellenfrontsensor), multispektrale Filter oder mikrooptischen Komponenten auf dem Bildsensor Weiterer Technologieentwicklung der Bildsensoren und AVT Potentiale/Chancen Optische Sensorsysteme in Industrie 4.0 Medizin-, Haus- und Sicherheitstechnik Autonomes Fahren in der Automobiltechnik Südwest Abschlusspräsentationen

18 Kontaktdaten Markus Strobel Geschäftsfeldleiter Bildgebende Sensorik IMS CHIPS Allmandring 30 A Stuttgart Fon: Fax: strobel@ims-chips.de Web: PRONTO-Konkamis@microTEC Südwest Abschlusspräsentationen

19 Bildverarbeitung und Integration SSI-ITAS: Jan Dirk Schulze Spüntrup, IMS CHIPS SSI-Insero3D: Daniel Kersten, Festo PRONTO-Konkamis: Markus Strobel, IMS CHIPS

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