Embedded Vision - Bildverarbeitung to go - Bildverarbeitung
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Bildverarbeitung embedded Vision – Bildverarbeitung to go Embedded Vision - Die industrielle Bildverarbeitung zwischen Industrie 4.0, Internet-of-Things und embedded Technologien Mit dem Durchbruch von Smart- phones und Tablets im Konsumer- markt, haben sich die miniaturisier- ten Computer-Technologien rasant verändert. Die Möglichkeiten der Bildaufnahme und -verarbeitung durch die Kleinstcomputer hat auch die Branche der industriellen Bild- verarbeitung nachhaltig geprägt. Die hohen Video- und Datenbandbrei- ten bei gleichzeitig steigender Ver- arbeitungsleistung, niedrige Ener- giewerte und eine fortschreitende Miniaturisierung bei höherer funk- tionaler Komplexität haben auch das Interesse der Machine Vision und Factory Automation geweckt. Etablierte Hersteller von industriel- len Komponenten findet man inzwi- schen auch als Anbieter für Smart- Phone Erweiterungen (z.B. http:// www.flir.de/life/). Die Visionen für nicht-industrielle Anwendungen (z. B. Health Care) und die Projek- Bild 1: Unterscheidung klassischer embedded Vision Systeme tion aktueller Technologieenwick- lungen für den industriellen Einsatz sitzender der MIPI Alliance Camera bestehen können (u. a. Beleuch- Ein-Platinen-Computer. Smart (z. B. Smart Cameras), zeigt auf Working Group, Dr. Christian Mosch,tung, Projektoren, Optiken, Kame- Cameras hingegen bestehen aus ein neues und hochinteressantes Repräsentant der Industrie 4.0 im ras und Sensoren, Bildaufnahme- Sensoren und Prozessoreinheiten Zukunftsfeld für die Bildverarbei- VDMA, Stefan Hoppe, Vizepräsi- und -speichergeräte, Rechnerein- in einem kompakten und robusten tung: embedded Vision. dent der OPC UA und Diskussi- heiten mit zusätzlichen Einsteckkar- Gehäuse, zusätzlich noch optio- Traut man den aktuellen Umfragen, onspartner bei Xilinx, GenCam, ten für Datenverarbeitung, Netzwer- nal ausgestattet mit Beleuchtung werden die Themen Industrie 4.0, Pepperl+Fuchs, Introspect Techno- keinbindung, Feldbusanbindungen und Optik. Die Softwareumgebung Internet-of-Things und embedded logy Inc. befragt. o.ä., Betriebssystem, Software/- ist häufig proprietär und funktional Vision die wichtigsten Technolo- schnittstellen und Programmie- fest definiert. Smart Cameras kön- gietreiber der Zukunft und spiegeln Die Systemklassifikation rungslösungen), definieren sich nen direkt in die Produktionsumge- die Trends aus der Konsumerwelt Als Abgrenzung zu „klassischen“ embedded Vision-Systeme über bung über Ethernet eingebunden auch in die Industriewelt. Aber wel- Bildverarbeitungssystemen, die aus die Einbindung von embedded IPC werden. Für die weiteren Studien che Standards werden embedded einer Vielzahl von Komponenten als PXI Plattform oder industrielle wurden die embedded IPC nicht Vision und smarte Kameras für diese Zukunft benötigen? Auf dem Future Standards Forum (FSF) der Bildverarbeitung Ende April 2015 in London wurde mit großer Mehrheit die Gründung der EVSG (embedded Vision Study Group) beschlossen, um der wach- senden Bedeutung der embedded Vision Standards gerecht zu wer- den. Die EVSG erhielt das Man- dat, die Anforderungen an die em- bedded Vision Standards zu evalu- ieren, potentielle Standardisierungs- technologien zu identifizieren und eine Empfehlung an das internatio- nale Standardisierungsgremium G3 für das nnachfolgende FSF in Chi- cago auszusprechen. Als Experten wurden u. a. Bruno Trematore, Vor- Charakteristik klassischer embedded Vision Systeme 2 PC & Industrie 7/2016
Bildverarbeitung
Spannungsversorgung der Kamera
oder auch Latenzen der Signalsteu-
erung sein.
In einer Smart Kamera unterschei-
den sich z. B. die Anforderungen an
eine Schnittstelle zwischen Sen-
sorplatine und Verarbeitungsein-
heit oder SoC. Neben der Band-
breite, dem Formfaktor der physi-
kalischen Schnittstelle und des Ste-
ckers, sind die maximale Leitungs-
länge, die Energiewerte für Strom-
verbrauch und Wärmeableitung, die
Definition der Industriequalität, Pro-
duktverfügbarkeit und Kosten wich-
tig Entscheidungsfaktoren.
Der Schwerpunkt der SC1 ist
die Untersuchung, welche Schnitt-
stelle diese Anforderungen am
besten erfüllt.
Bild 2: Die Identifikation der Bereiche für die Standardisierungskandidaten
(links nach rechts: SC1, SC2 und SC3)
Globale Trends als
Herausforderung
weiter betrachtet, um ein aussa- Systemen kommunizieren und sie SC1: Schnittstelle zwischen
gekräftiges Modell zu erarbeiten. steuern kann? den Sensor-Boards und der Videoaufnahmen und -verarbei-
Die Anforderung an die Leistungs- • Wie sieht die Integration der ein- Prozessor-Einheit/ System tungen sind inzwischen in mobilen
fähigkeit eingebetteter Systeme lehnt gebetteten Systeme in eine Auto- on a Chip (SoCs) Geräten implementiert und funktio-
sich an klassische Vision Systeme matisierungsumgebung aus? nieren mit hoher Leistungsfähigkeit.
an, zusätzlich mit den Ausprägungen: Die Bildverarbeitung bietet eine Diese Technologien können auch
Um Anforderungen und Lösungs- große Auswahl an Transport- für eingebettete Systeme einge-
• Smart: embedded Intelligenz ansätze zu erarbeiten, wurden von schichten für eine Verbindung zwi- setzt werden. Allerdings werden in
• Small: Kleiner Formfaktor der ESVG drei Technologiefelder schen einer Kamera und einem klas- der konsumergetriebenen Telekom-
• Simple: Einfache Handhabung bei (SC = Standard Candidate) identi- sischen Desktop oder embedded IPC. munikationsbranche keine industri-
Usability und Softwareintegration fiziert, für die Arbeitsgruppen ein- Beispiele hierfür sind aktuelle digi- ellen Sensoren verbaut oder lang-
gerichtet wurden. tale Standards Camera Link, Camera fristige Liefergarantien zugesagt,
Die Standardisierungs Link HS, CoaXPress, GigE Vision noch existiert eine Schnittstelle
kandidaten SC1: Schnittstelle zwischen den oder auch USB3 Vision. Ausschlag- zwischen dem Sensor und einem
Sensor-Boards und der Prozes- gebend für die beste Option sind FPGA, um z. B. BV-Protokolle zu im-
• Wie kann ein modularer Aufbau sor-Einheit/ System on a Chip die Anwendung und deren Anfor- plementieren. Die Verfügbarkeit von
eingebetteter Systeme mit Sen- (SoCs) derungen. Faktoren hierfür können System-on-a-chip (SoC) als Rech-
sor und Prozessor aufgebaut und SC2: Software API die Bandbreite, das Datenübertra- nereinheit auf Boards oder als inte-
untereinander kompatibel sein? SC3: Schnittstelle zwischen der gungsformat, eine Robustheit, eine grierte FPGA-Kombination, ist im
• Wie sehen Softwaremodell aus, Kamera und der Verarbeitungs- garantierte Signalintegrität, Distan- Elektronikmarkt in vielen Ausfüh-
über die man mit den eingebetteten umgebung zen zwischen Komponenten, eine rungen und Variationen gegeben.
Benchmark: Technologieprofil der SC1 Benchmark: technische und wirtschaftliche Vergleichstabelle der SC1
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Bildverarbeitung
Schwächen aufgezeigt. Der EVSG
war es deshalb nicht möglich, sich
für eine einzige Technologie auszu-
sprechen. Das Thema ist jedoch zu
wichtig, um es nicht weiterzuführen.
Die Empfehlung der Gruppe wurde
daher auf eine Untersuchung wei-
terer Aktionspunkte festgelegt:
• Die SoC-Hersteller sollen in eine
Diskussion integriert werden
• die V4L2 (Video for Linux) Option
soll untersucht werden
• die USB3 „board2board“ Ver-
Bild 3: Fallbeispiel SC2 Smart Camera mit Enbedded ARM-CPU Prozessor bindungsstecker sollen evaluiert
werden und
• die Vorteile von CSI-2 / PCI
Express sollen mit USB3 einge-
hender verglichen werden.
SC2: Software API
Ohne Zweifel liegt der größte
Erfolg der industriellen Bildverar-
beitung in der Entwicklung seiner
Standards. Unabhängig von dem
darunterliegenden Videotransfer-
protokoll zeigt sich die Software
in einer einheitlichen Weise, z. B.
beim Zugriff auf Kamerakompo-
Bild 4: Fallbeispiel SC2 Smart Camera mit FPGA-SoC nenten. Der GenCam und GenTL
Standard dient hauptsächlich dem
Als Fallbeispiele wurden in der betteter Peripheriegeräte gefunden ist eine limitierte Treiberleistung und Zugriff auf Machine Vision Kame-
EVSG Studie technische Umset- hat und USB bzw. USB Vision, das hohe CPU-Last. ras, der Konfiguration und der Auf-
zung in Kameraköpfen, Smart Sen- auf vielen SoCs und SoC-Modulen Genau für diese anspruchsvollen nahme von Bildrohdaten. Embedded
soren und Vision-SoC betrachtet. zu finden ist und direkt als Vision Anwendungen ist PCI Express die Smart Cameras arbeiten hingegen
Die Anforderungsliste an SC1 Standard eingebunden werden kann, richtige Wahl. Die Leistungsfähig- anders. Durch ihre interne Bildver-
umfasst 13 Einträge, unter anderem: vorausgewählt. keit der Schnittstelle ist hierauf opti- arbeitung geben sie keine Roh-
• Höchste Kostensensitivität Die Studie untersuchte die Rele- miert worden. Die Entwicklungspla- bilder aus, sondern verarbeiten Bil-
• Niedriger Stromverbrauch vanz für Bildverarbeitungsstan- nung und Roadmap sind ebenso der intern vor, teils bis zu Ergebnis-
• Überbrückung kurzer Distanzen dards u. a. auf Basis der Physical wie die Technologie gut spezifi- daten. Diese neu hinzukommende
zwischen den Komponenten von Layers, Protokolle und Anbindungen ziert. Ein Vision Standard müsste Komplexität von Multi-Format- und
300 bis 500 mm zu FPGAs bei MIPI. Für USB3 lie- analog zu GigE Vision (GEV) und Multi-Layer-Daten mit festen oder
• Datenbandbreiten zwischen 300 gen über USB3 Vision und bei PCI USB3 Vision (U3V) nachentwickelt variablen Datenlängenformaten von
und 400 MByte/s Express über eine Vielzahl von BV- werden. Standardisierte Treiber Messergebnissen, erfordern erwei-
• Eine „board2board” Verbindung Komponenten bereits tiefgehende sind ebenso nicht vorhanden und terte generische Beschreibungsmo-
• FPGA-Unterstützung Praxiserfahrungen vor. es entstehen zusätzliche Entwick- dele von Datenformaten und struk-
• Eine GenCam Kompatibilität Der Benchmark zu SC1 umfasst lungsaufwände für die Bereitstellung turen, als auch ihrer semantischen
• Geräteabhängige Lizenzfreiheit 13 Anforderungsbewertungen. Hier für jedes relevante Betriebssystem. Information.
eine Kurzübersicht: Datenverarbeitung in einer em-
Relevante Technologiekan MIPI bedded Smart Camera kann sich
didaten USB3 MIPI wurde als der vielverspre- auf verschiedene Typen, den Pro-
Um weit verbreitete Schnittstel- USB3 erfüllt als einzige Schnitt- chendste Kandidat angesehen. zessormodulen verteilen. Bilddaten
lenstandards zu untersuchen, wur- stelle alle Anforderungen. Trotz Eine hohe Verbreitung, niedriger können z. B. von FPGAs, GPUs und
den Technologien aus speziellen der Möglichkeit, die physikalische Energieverbrauch, niedrige Kosten, auch ARM-CPUs verarbeitet wer-
Märkten, wie z. B. Sicherheit und Verbindung als Kabel oder „board- ausreichend Leistung und einsetz- den, deren Abfolge nicht fest defi-
Militär, nicht berücksichtigt. Für eine 2board“ Steckverbindung auszu- bar für Video Streaming. Dennoch niert ist. Hierdurch wird ein flexibles
weitergehende Betrachtung wurden führen, gibt es keine Verifizierung, sind der fehlende Transaction Layer Modell benötigt, das die Prozessor-
die Schnittstellen-Technologien MIPI ob diese Verbindungen auch in zur Software, eine limitierte Unter- module als „Black Boxes“ mit Ein-
(Mobile Industry Processor Inter- industriell genutzten eingebetteten stützung von FPGAs, eine unklare und Ausgängen beliebig kombinie-
face), die sich im mobilen Bereich Systemen verwendet werden kön- Roadmap mit Inkompatibilitäten ren lässt. Dieses erfordert für ein
für die Videoübertragung mit seinen nen. Der große Vorteil von USB3 aktueller Protokoll-Technologien Netzwerk aus Prozessorenmodu-
Protokollen CSI-2/CPHY, CSI-2/ liegt in der Software, da diese gewichtige Mankos für einen indus- len ebenfalls eine sehr allgemeine
DPHY und CSI-3 durchgesetzt hat, bereits als Machine Vision Stan- triellen Einsatz. Beschreibung von Datenformaten
PCI Express, das eine Verbreitung dard vorliegt. Weiterer Kritikpunkt Das Feld der Technologiekandi- und –strukturen mit seinen Ein- und
bei einer großen Anzahl von einge- bei anspruchsvollen Anwendungen daten hat heterogene Stärken und Ausgängen und Kapazitäten.
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Bildverarbeitung
die Produktion flexibler und besser
steuerbar machen. Größere Anzah-
len von Produkten, Produktvariati-
onen bis zu individuellen Produkten
sollen hierdurch technisch und wirt-
schaftlich realisierbar sein.
Die starre Hierarchie aus Manage-
ment Levels bricht in eine netzwerk-
basierte Prozessstruktur auf. Jeder
Verbindungsknoten des Netzwerkes
erhält Informationen bis hinunter
zum Gerät in der Produktionslinie.
Ein ERP System erhält zum Bei-
spiel Informationen aus dem Qua-
litätsprozess, um seinen Einkauf
Bild 5:Wechsel der Produktionsprozessstruktur durch Industrie 4.0 zu steuern.
Industrie 4.0 benötigt dezentrale,
Da die Prozessormodule von unter- Wegen des Erfolgs und der großen Der Schwerpunkt ist die Unterstüt- intelligente Komponenten in einem
schiedlichen Herstellern geliefert Verbreitung von GenCam in der zung generischer Datenformate autonomen, selbstorganisierten
werden können, muss eine Intero- Bildverarbeitung gab es innerhalb und der Prozessormodule. Initiati- Produktionsprozess. Industrie 4.0
perabilität sichergestellt sein. der EVSG die Vorentscheidung, das ven mit ähnlichen Anforderungen bedeutet aber auch Standardisie-
Die Fallbeispiele in der EVSG eine Lösung GenCam-kompati- (Standards für 3D Zeilensensoren) rung. Dieser Prozess hat bereits
Studie listen sieben unterschied- bel sein muss. Die Evaluierung alter- sollen in diesen Prozess miteinbe- begonnen. Für die Bildverarbei-
liche Szenarien, u. a. für 3D Smart nativer Lösungen wurde abgebro- zogen werden. Die Erweiterungen tung ist es eine Herausforderung,
Cameras, programmierbare und chen, nachdem sich zeigte, dass sollen innerhalb der GenCam mit seinen Vision Standards in die
mit festen Funktionen, basierend eine GenCam Erweiterung prak- Gruppen ausgearbeitet werden. Der Produktionsumgebung zu gelangen.
auf ARM-CPUs oder FPGA-SoCs, tikabel sein könnte. Die Vorüberle- Prozess kann umgehend erfolgen. Zwischen der Bildverarbeitung
auf. Bemerkenswert hierbei sind gungen zu Lösungen bei 3D Kame- GeniCam ist ein weitverbrei- und Factory Automation gibt es
die Vorüberlegungen zu 3D Kame- ras beschleunigten diesen Prozess. teter Standard in der Bildverar- wenige Schnittstellen – die Mög-
ras, die schon vor der EVSG Initiie- Anforderungen an einen IP Schutz beitung. Durch die Implementie- lichkeiten der Kommunikation sind
rung formuliert wurden und ebenso können ausschließlich in Kombina- rungen der Erweiterungen wird sehr limitiert. Für Systemintegra-
auf den Bedarf einer erweiterten, tion mit Hardwarelösungen integriert GenCam ebenfalls zu einer toren stellt sich dieses als Problem
verallgemeinerten Beschreibung werden. Hier wurde neben dem USB essentiellen Schnittstelle für em- dar, da Anpassungen individuell vor-
der Datenformate, -strukturen und Dongle und der Netzwerkkarten-ID, bedded Systeme werden. genommen werden müssen. E/A-
Semantik hinweist. Eine weitere ein Unique Identifier Chip oder die Karten für den Feldbus (Karten für
Fallbetrachtung liegt im Bereich DNS/FPGA Seriennummer als die SC3: Schnittstelle zwischen Eingabe-/Ausgabesignale) überneh-
der Sicherheitsmechanismen. Als vielversprechendsten Lösungsan- der Kamera und der Verar men Schnittstellenaufgaben, um mit
eine Anforderung im Bereich gro- sätze gesehen. Hierfür müssten die beitungsumgebung der Prozessumgebung zu kooperie-
ßer Factory Floor Netzwerke, um SFNC (Standard Feature Naming ren. Factory Automation besitzt eine
Hackerangriffe abzuwehren, wird Convention) und GenTL (Generic Der Begriff „Industrie 4.0“ ist seit große Auswahl an Feldbus-Hard-
es wichtig werden, originale Bild- Transport Layer) der GenCam ein paar Jahren omnipräsent. Das warestandards, aber keine Soft-
daten oder Ergebnisdaten vom Spezifikation entsprechend erwei- Konzept hinter Industrie 4.0 (I40) warestandards. Vertikale Integrati-
Sender zu verschlüsseln und beim tert werden. ist eine Verbesserung der Produkti- onen in höhere Levels wie z.B. ERP
Empfänger zu entschlüsseln und zu Die EVSG empfiehlt, GenCam onsprozesse durch den Einsatz von oder MES (siehe Abb.) sind aufwän-
validieren (siehe Erfahrungen aus um die Anforderungen im Bereich Netzwerktechnologien in vertikalen dig, verlangen ein hohes Integrati-
Stuxnet und Flame). embedded Systeme zu erweitern. und horizontalen Abläufen. Es soll onsinvestment und verlangsamen
,SC2 Anforderungen (Auswahl) ,SC3 Anforderungen (Auswahl)
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Bildverarbeitung
Bildverarbeitungsbranche interes-
siert. Die Fallbeispiele beschrei-
ben fünf unterschiedliche Szena-
rien, Smart Cameras, Robotersteu-
erung, Überwachung, HMI Schnitt-
stelle, Service und Wartung.
Die Vorteile, die sich aus der
Zusammenarbeit mit der OPC UA
ergeben, umfassen:
1. Eine schnellere Integration von
Machine Vison in die Factory Floor
Software (ERP/MES). Dieses wird
auch eine schnellere Integration
von Bildverarbeitungssystemen mit
sich bringen. Ebenso wird sich die
Akzeptanz von Machine Vision in
der Automation und Produktionsin-
dustrie erhöhen.
2. Machine Vision wird direkt in
die PLC Software integriert. Vorteil
ist eine reduzierte Time-to-Market
und eine höhere Kundenakzeptanz.
3. OPC UA kombiniert mit der
Machine Vision Semantik ermög-
licht die Entwicklung generischer
Bild 6: Parallel agierende Welten der Schnittstellenstandards in einem klassischen PC-basierten Vision- HMI (Human Machine Interfaces)
System, Factory Floor Automation und Industrie 4.0 Schnittstellen für Machine Vison
Komponenten. Hersteller von em-
die Time-To-Market. Auch für em- wirkungen auf Machine Vision sentation von machinen-lesbaren bedded Sensoren und HMI müssen
bedded Komponenten kann der nied- gewinnen, Daten, Möglichkeiten einer sicheren nicht dieselben sein. Der Vorteil ist
rige Investitionswert problematisch • Mögliche Kooperationen mit In- und zuverlässigen Kommunikation, eine schnellere Produktentwicklung
werden, wenn nur ein geringes Bud- dustrie 4.0 Standards eruieren, von embedded Geräten zu Unter- (Time-to-Market) und eine höhere
get für eine komplexe Softwareinte- • Wege zu finden, um Kompatibi- nehmens-Clouds. Nutzerfreundlichkeit.
gration zur Verfügung gestellt wird. litäten zu existierenden Machine Das Protokoll von OPC UA ist 4. Eine direkte Integration von em-
Bis heute sind Machine Vision Vision Standards zu erreichen. TCP-IP basiert. Über UA XML bietet bedded oder SmartCameras und
Systeme und Factory Automation es den Austausch von nicht zeitkri- Sensoren in die Produktionslinie.
Systeme strikt getrennt. Es gibt kei- Industrie 4.0 ist ein komplexes tischen Daten zwischen Mensch und Neue Anwendungsklassen können
nen Software Layer zwischen bei- System von Spezifikationen, die Maschine. UA Binary ist die schnel- abgedeckt werden. Der Vorteil für
den Welten. Weder für das Detek- den gesamten Produktionspro- lere Mensch-Maschinen Kommuni- die Machine Vision wird die höhere
tieren und die Steuerung vorhan- zess und den Produktlebenszyklus kation, ist aber nicht für hohe Vide- Wettbewerbsfähigkeit zu den Vision
dener Komponenten, noch für die abdecken. Im Reference Architec- odatenströme ausgelegt, noch ist Sensoren-Herstellern sein.
Gerätekommunikation und dem ture Model for Industry 4.0 (RAMI sie echtzeitfähig. OPC UA ist kein 5.Machine Vision wird die Bild-
Austausch von Daten- und Mess- 4.0) wird die alleinige Empfehlung Feldbus. Für Embedded Smart verarbeitung in der Factory Floor
ergebnissen. Die Situation ist inso- für OPC UA (OPC unified archi- Camera mit Übertragung vorver- Automation in allgemeinen definie-
weit unglücklich, da die Bildverar- tecture) ausgesprochen. OPC UA arbeiteter und komprimierter Bild- ren. Dieses ermöglicht unserer In-
beitung erprobte Softwarestandards bietet ein erprobtes Softwaremo- ströme könnte die Leistung hinge- dustrie die Bildverarbeitung voran-
verwendet, die potentiell genutzt dell. Industriespezifische Definiti- gen ausreichen. zutreiben und neue Anwendungen
werden könnten. Das Problem ist, onen sind Teil der OPC UA, wer- abzudecken. Ein weiterverbreiteter
dass die PLCs (programmable logic den aber in sogenannten Compa- Weiterhin wurden OPC UA Ver- Einsatz von Machine Vision und
controller) keinen Zugang ermögli- nion Specifications geführt. besserungen diskutiert: dadurch auch ein Wachstum kann
chen, da die Feldbusse keinen Soft- Als Technologiekandidat wurde • Unterstützung von TSN (time erwartet werden.
warestandard bieten. GenCam als Companion Stan- sensitive network IEEE 802.1).
Das Ziel der Arbeitsgruppe war dard evaluiert. • UDP (1:n) Broadcast Erweite- OPC UA gibt der Machine Vision
es, Wege zu finden, um embedded OPC UA ist ein Protokoll für die rungen die Möglichkeit mit dem Factory
Vision Systems und Smart Came- industrielle Kommunikation. Geräte Floor zu kommunizieren.
ras in das Feld zu integrieren. Letzt- für den Factory Floor, Laboraus- Die OPC UA Companion Spe-
endlich war es eine Frage des Soft- stattung, Testausrüstungen, Daten- cification beinhaltet keine seman- Die Empfehlung der EVSG ist es,
warestandards, nicht der Vorschlag banken. PLCs, SCADA Systeme, tische Spezifikation. Sie beschreibt GenCam als Companion Spezi-
eines neuen Feldbus-Standards. MES und ERP wurden bereits in das WIE, jedoch nicht das WAS. fikation der OPC UA einzubringen.
Die Aufgaben der Gruppe defi- der Norm IEC62541 standardi- Die pragmatischste Herangehens- Die Spezifikation wird GenCam
nierte sich über: siert. Sie bietet eine übergreifende weise ist die Übernahme der SFNC kompatibel sein. Der Schwerpunkt
• Verständnis über die von Indus- SOA (service-oriented architecture) als Semantik für einen Companion- liegt auf der Semantik des Soft-
trie 4.0 vorgeschlagenen Soft- Plattform für die Prozesssteuerung, Standard. Die OPC Foundation ist waremodells. Eine unabhängige
warestandards und die Aus- Transfer und semantische Reprä- an einer Zusammenarbeit mit der oder Untergruppe von GenCam
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Bildverarbeitung
ends aus. Dennoch werden Erwei-
terungen empfohlen, um die stei-
gende Komplexität neuer Daten-
formate und Parametrisierungen
von Komponenten abzudecken.
Die Anforderungen an die Erweite-
rungen sind bereits für den Bereich
der 3D Kameras formuliert wor-
den und müssen, um eine Anwen-
dungsbreite zu erreichen, verallge-
meinert werden.
Die EVSG spricht sich für eine
Erweiterung von GenCam, die
Aufnahme generischer Datenformate
und von Prozessor-Modulen aus.
SC3: Schnittstelle zwischen
der Kamera und der Verar
beitungsumgebung
Embedded und SmartCameras
müssen sich der Herausforderung
von Industrie 4.0 Anforderungen
in der gleichen Weise stellen, wie
Vision Systeme im Allgemeinen. In-
dustrie 4.0 wird eine produktions-
weite Standardisierung verstärken.
Für die Factory Floor Kommuni-
kation wird OPC UA als der sich
durchsetzende Standard erwartet.
OPC UA ermöglicht dem Bildver-
arbeitungssystem, mit der gesam-
ten Produktion (Factory Floor) zu
kommunizieren und eröffnet die
Möglichkeit, die Factory Automa-
tion für die Bildverarbeitung bes-
ser zugänglich zu machen.
Die EVSG empfiehlt, GenCam
Bild 7: Schnittstellenstandards in einem klassischen PC-basierten Vision-System; Industrie 4.0 bietet eine als „Companion Spezifikation“ in die
integrierende Standardisierungsstruktur OPC UA einzubringen.
soll diese Spezifikation ausarbeiten, embedded Bereich typische Ste-
deren Arbeit umgehend starten kann. ckerverbindungen. PCI Express Über die EVSG
zeigt eine klare Weiterentwicklung
SC1: Schnittstelle zwischen und Roadmap auf, vermisst aber Inhalte wurden dem finalen arbeiten 14 Unternehmen und
den Sensor-Boards und der standardisierte Treiber. MIPI profi- EVSG (embedded Vision Study 3 Verbände aktiv in der EVSG.
Prozessor-Einheit/ System liert sich als DER Video-Standard Group) Report vom Oktober 2015 Der Embedded Vision Study
on a Chip (SoCs) im Bereich SoC - für die Bildverar- und den Präsentationen von Dr. Group Report kann bei Interesse
beitungsbranche fehlt jedoch ein Klaus-Henning Noffz (CEO, Sili- als registriertes Mitglied über
Viele VISION Anwendungen und standardisierter Transaction Layer. con Software GmbH) während die VDMA Homepage, Fachbe-
Märkte werden von den Vorteilen Da viele Fragen nicht ausrei- des G3 Future Standards Forum reich Industrielle Bildverarbeitung
der SoCs profitieren, die aus mobi- chend beantwortet werden konn- in Chicago 2015 und des VDMA (http://ibv.vdma.org) herunterge-
len Geräten und Konsumeranwen- ten, spricht die EVSG keine Emp- Summits in Frankfurt, November laden werden.
dungen kommen. Schwerpunkt fehlung für einen Kandidaten aus. 2015 entnommen. Siehe „Embedded Vision: Which
der Betrachtung war die Schnitt- Die Untersuchungen sollen aber mit standards are necessary to pre-
stelle zwischen dem Kameramodul, einer klaren Aufgabenliste weiter- Die EVSG wurde am 10. Juli pare the sector for the future?”
bestehend aus einem industriellen verfolgt werden. 2015 eingesetzt. Sie wird von [http://ibv.vdma.org/article/-/arti-
Sensor und einem FPGA, und dem Klaus-Henning Noffz geleitet. cleview/10857677].
SoC. Technologiekandidaten waren Sie ist in dem internationalen Die verwendeten Bilder, Tabel-
MIPI, PCI Express und USB3. USB3 SC2: Software API Standardisierungsverbund G3, len und Grafiken sind Teil der
besitzt bereits einen GenCam Der bereits existierende Software- bestehen aus den Verbänden EVSG Studie. Die Texte geben
kompatiblen Software Layer und standard GenCam und GenTL AIA, CMVU, EMVA, JIIA und ausschließlich Inhalte der EVSG
erfüllt viele Anforderungen der reichen generell für die Anforde- VDMA, eingebunden. Derzeit Studie wieder.
EVSG. Dennoch fehlen für den rungen an embedded Systeme voll-
PC & Industrie 7/2016 7
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