Industrielle Bildverarbeitung IBV-Markt 2022: 8 Prozent plus und 3,3 Mrd. Euro Umsatz

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Das Marktvolumen der industriellen Bildverarbeitung in Deutschland werde 2022 voraussichtlich 3,3 Mrd. Euro ausmachen, prognostiziert die Fachabteilung Machine Vision im VDMA. Das entspräche einem Plus von 8 Prozent zum Vorjahr. VDMA-Marktdaten und beispielhafte Produktpräsentationen zur VISION 2022 zeigt dieser Beitrag.

Die konjunkturelle Erholung der bundesdeutschen IBV-Branche setzt sich fort. Die stärkste Nachfrage nach Komponenten und Lösungen komme aus dem Ausland. Auf der soeben vergangenen Leitmesse VISION 2022 (378 Aussteller und 6505 Besucher) waren laut Veranstalter die am stärksten vertretenen Länder Italien, Schweiz, Niederlande, Frankreich, Österreich, Belgien, Polen, Spanien und Großbritannien. Die Nachfrage nach Bildverarbeitungskomponenten und -systemen entwickelte sich 2021 stärker als erwartet und stieg in Deutschland um 16 Prozent auf einen Branchenumsatz von 3,1 Mrd. Euro. Die weiteren Wachstumsaussichten sind trotz der gesamtwirtschaftlichen Unsicherheit für die kommenden Jahre positiv.

Die Zahlen zur IBV-Branche

In der VDMA-Marktstudie 2022 Machine Vision in Europe heißt es: „Die deutschen Hersteller industrieller Bildverarbeitung erzielten im vergangenen Jahr 97 Prozent ihrer Umsätze in den beiden Segmenten Komponenten (50 Prozent) und Systeme (47 Prozent). Die Exportquote dieser Geschäftszweige ist hoch: Es erwirtschafteten die Hersteller von Bildverarbeitungskomponenten 66 Prozent ihres Umsatzes im Ausland: Die Ausfuhren in asiatische Länder trugen hier mit 30 Prozent zum Umsatz im Jahr 2021 bei – stärkster Einzelmarkt war China mit einem Marktanteil von 56 Prozent am Asienexport. Die Ausfuhren ins Reich der Mitte stiegen 2021 um 20 Prozent. Größter Wachstumsmarkt in der Region war Indien mit plus 89 Prozent. Die Ausfuhren nach Nordamerika wuchsen 2021 um 15 Prozent. Die Exporte in andere europäische Länder trugen 22 Prozent zum Umsatz bei. Der Umsatz in Europa insgesamt wuchs um 15 Prozent.

Die Hersteller von IBV-Systemen erzielten 74 Prozent ihres Umsatzes auf Auslandsmärkten. Die asiatischen Länder trugen 33 Prozent zum Umsatz bei – die Ausfuhren stiegen 2021 um 22 Prozent. Das Chinageschäft machte 38 Prozent der Asienexporte aus und stieg um 16 Prozent. Größter Wachstumsmarkt war auch in diesem Segment Indien mit einem Zuwachs von 20 Prozent. Die Exporte in das europäische Ausland trugen mit 24 Prozent zum Umsatz bei. Die Erholung des europäischen Marktes schlägt sich in den Büchern mit einem Umsatzanstieg von 22 Prozent nieder. Auf die Ausfuhren nach Amerika entfielen 16 Prozent des Umsatzes. Die meisten dieser Exporte hatten das Ziel Nordamerika (95 Prozent). Der Umsatz stieg hier 2021 um 23 Prozent. Die Exporte nach Süd- und Mittelamerika konnten sich von ihrem Einbruch im Jahr 2020 (Rückgang um 63 Prozent) erholen und legten um 62 Prozent zu.

Das produzierende Gewerbe ist die größte Kundenbranche der industriellen Bildverarbeitung aus Deutschland und kommt auf einen Marktanteil von rund 60 Prozent. Bei den Anwendungen verzeichnen Objekterkennung mit 21 Prozent und Qualitätskontrolle mit 20 Prozent die größten Marktanteile.

Nachfolgend einige beispielhafte Produktnotizen, wie sie auf der VISION 2022 zu sehen waren:

KI-Inspektion zur PCB-Qualitätssicherung mit ATEcare

ATEcare Service ist Partner für Test- und Prüfaufgaben in der Elektronikindustrie und offeriert Komplettsysteme, Software-Upgrades, Dienstleistungen sowie Reparatur und Wartung. Gemeinsam mit Anwendern entwickelt ATEcare die Prüfstrategie, setzt diese in Hard- und Software um und kümmert sich um die effiziente Integration in beispielsweise die Elektronikfertigung.

Als Messe-Highlight zeigte man das AVI-System Kitov Core, das sich nicht nur in der Elektronikfertigung, sondern in fast allen industriellen Fertigungsumgebungen einsetzen lässt. Die auf einem Roboter installierte Inspektionseinheit Kitov Core kann vollautomatisch Geräte, Einzelteile oder auch Leiterplatten von allen Seiten prüfen. Der Roboter wird dazu nicht programmiert, sondern folgt den bekannten CAD-Daten. Die Inspektion nutzt KI-basierende Algorithmen zur Suche nach Fehlern wie Kratzer und Fehlpositionierungen von Aufschriften, Schrauben, Steckern, THT-Komponenten und Barcodes. Außer dem Kamera- und dem Robotersystem umfasst das Kitov-System auch Software-Lösungen. Neben dem Kitov Core präsentierte ATEcare auch 4K-Video-Mikroskope für die manuelle Inspektion (Inspectis). Ein BGA-Inspektions-Mikroskop etwa kann auch bei kleinsten Abständen scharfe Bilder von z.B. der BGA-Struktur unter dem Gehäuse zeigen. Eine weitere Neuheit ist das digitale invertierende Mikroskop-System WELDinspect 8MP.

GigE Vision Alvium-Kameras von Allied Vision

Ein besonderes Highlight im Sortiment von Allied sei die jüngste Erweiterung um die Alvium-Kameras mit GigE Vision und 5GigE-Schnittstelle. Alvium G1-Kameras mit GigE Vision-Schnittstelle bieten ein umfangreiches Feature-Set sowie eine breite Sensorauswahl in kleinen Gehäuseformat. Die Alvium G5-Kameraserie kombiniere die Vorteile des 5GigE Vision-Schnittstelle mit der Flexibilität der Alvium-Plattform. Durch ihr 29 mm x 29mm kleines Sugar-cube-Gehäuse ermögliche sie ein einfaches Upgrade von vorhandenen GigE-Installationen. Neben USB3 Vision und MIPI CSI-2 können Alvium-Anwender nun auch zwischen den zwei Geschwindigkeitsstufen der GigE Vision-Schnittstelle wählen.

Spektrale Empfindlichkeit von UV bis XSWIR: Je nach Anforderung gibt es Modelle, die im ultravioletten oder im Infrarot-Spektrum empfindlich sind. Die Alvium UV-Kameras mit Sonys IMX487-CMOS-Sensor mit Ultraviolett-Empfindlichkeit (UV) seien die kleinsten industrietauglichen UV-Bildgeber und eigneten sich zum Aufbau sehr kompakter OEM-Systeme für Embedded- und Machine-Vision-Anwendungen, etwa zur Batterieinspektion, UV-Mikroskopie und forensische Inspektion. Außerdem sind die Sony SenSWIR Sensoren IMX991 und IMX 990 nun in Alvium-Kameras mit USB3-Vision-, MIPI-CSI-2- und ab sofort auch mit GigE-Vision- und 5GigE-Vision-Schnittstelle erhältlich. Die Goldeye-SWIR-Kameraserie wird um Modelle mit VGA- und QVGA-Auflösung ergänzt, die eine erweiterte SWIR Empfindlichkeit bis 2, 2 µm haben.

Add-on Camera Kits mit 5 und 13 MPixel von Basler

Basler kündigt Add-on Camera Kits mit 5 und 13 MPixel an, die die Jetson-Orin-Nano System-on-Module (kurz SOMs) von NVIDIA unterstützen. Diese sollen eine neue Messlatte für Edge AI und Robotik im Einstiegssegment setzen. Add-on-Kamera-Kits sind einsatzbereite Vision Erweiterungen, die eine Adapterplatine, Kamera, Objektiv und Kabel enthalten. Auf der Software-Seite ermöglicht Baslers Camera Enablement Package die reibungslose Integration der Kamera-Software pylon mit dem NVIDIAs JetPack Software Development Kit. Ein solches Camera Enablement Package enthält einen Kamera-Kernel-Treiber, Device-Tree-Overlays für die unterstützten Boards, GenTL Producer und die Anwendung pylon Viewer.

Die Kits bieten den kostengünstigsten Ansatz für das Prototyping und eignen sich laut Hersteller darüber hinaus für die Massenproduktion. Mit dieser Markteinführung, die ab Anfang 2023 verfügbar sein soll, setzt Basler weiter auf die Bedeutung der NVIDIA Jetson Platform weltweit. Kunden können ihre Edge AI-, Robotik-, AIoT- und Embedded-Lösungen auf dem NVIDIA Jetson AGX Orin Development Kit entwickeln und dann ihre Anwendungen auf den AGX-Orin-Produktionsmodulen sowie den Modulen Orin Nano und Orin NX einsetzen und skalieren, sobald diese verfügbar sind.

Deep Learning & Edge Learning-Optionen von Cognex

Diese Technologien vereinfachen das Anlernen von Gut- und Schlechtteilen anhand weniger Bilder direkt auf den Zielgeräten erheblich und ermöglichen durch die verkürzten Entwicklungszeiten deutlich wirtschaftlichere Inspektions- und Prüfprozesse. Jüngstes Mitglied in der autarken und industrietauglichen 2D-Bildverarbeitungssysteme der In-Sight-Serie ist In-Sight 2800, das den kombinierten Einsatz von Deep-Learning-Techniken und regelbasierter Tools in einer leicht verständlichen Bedienoberfläche ermöglicht. Dank nachrüstbarem optischem Zubehör wie diversen Objektivvarianten und Highspeed-Flüssiglinsen bietet In-Sight 2800 eine hohe Flexibilität, um zahlreiche Aufgaben in Produktion und Montage zu lösen (etwa die einfache An-/Abwesenheitserkennung von Prüfobjekten oder auch komplexe Kategorisierungs- und Sortierprobleme).

Wenn herkömmliche regelbasierte Bildverarbeitungstools an ihre Grenzen stoßen, kann die intelligente Kamera In-Sight D900 eine Alternative sein, sagt Cognex. Auch sie nutzt die Vorzüge von Deep Learning zur Lösung schwieriger Anwendungen in den Bereichen OCR, Montageüberprüfung oder Defekterkennung. Die Entwicklung solcher Systeme mit Hilfe der integrierten In-Sight ViDi-Software ist ohne den Einsatz eines PCs möglich, was das Deep-Learning auch Nicht-Programmierern zugänglich macht. Ein Element dieser Software-Umgebung ist die vertraute, bedienfreundliche In-Sight-Spreadsheet-Plattform, welche die Anwendungsentwicklung und Integration in Werksnetze vereinfache.

Für das intuitive, grafische Trainieren gibt es die Software-Tools von VisionPro Deep Learning. Im Gegensatz zu traditionellen regelbasierten Bildverarbeitungsalgorithmen kann diese Plattform über eine leicht verständliche Oberfläche mit Bildern trainiert werden, betont Cognex. Die vier enthaltenen Deep-Learning-basierten Tools zur Bildanalyse wurden speziell für die Fabrikautomatisierung entwickelt, decken einen großen Bereich der Aufgaben in diesem Einsatzfeld ab und können auch mit regelbasierten Tools kombiniert werden.

Das KI-Vision-Kamerasystem NXT von IDS Imaging

Die Entwicklung einer KI-Vision-Anwendung erfordert in der Regel Fachwissen, Programmieraufwand und Investitionen in Rechen- und Speicherhardware. Nicht nur das Training eines neuronalen Netzes, sondern auch dessen Ausführung und die Auswertung der Ergebnisse erfordert Wissen über Hardware, Software und Schnittstellen. Die Einstiegshürde lässt sich jedoch senken – so enthält das KI-Vision-System IDS NXT bereits alle erforderlichen Werkzeuge und Workflows, von KI-Trainingssoftware über Assistenz-Werkzeuge bis hin zu leistungsfähigen Industriekameras. Anwender benötigen weder Spezialkenntnisse zu Deep Learning noch in Kameraprogrammierung, um eine intelligente Bildverarbeitungsanwendung zu realisieren.

Da die NXT-Industriekameras über einen speziellen KI-Core verfügen, werden neuronale Netze Hardware-beschleunigt direkt auf den Geräten ausgeführt – das ermöglicht Inferenzzeiten von nur wenigen Millisekunden. Mit Features wie C-Mount, robustem Gehäuse, GigE-Netzwerkanschluss mit RJ45- oder M12-Steckern, RS232-Schnittstelle und REST-Webinterface sind sie vollwertige Industriekameras. Dank OPC UA lassen sich NXT-Kameras nicht nur in Industrie-4.0-Systeme integrieren, sondern können als intelligente Edge-Devices auch direkt Folgeprozesse auslösen. Beim industriellen Einsatz von künstlicher Intelligenz spielt auch Datensicherheit eine wichtige Rolle. Die Kommunikation zwischen NXT-Kameras und Anlagenkomponenten lässt sich deshalb per HTTPS verschlüsseln.

IDS erweiterte nicht nur die Machine-Learning-Verfahren um die Anomalie-Detektion, sondern entwickelt auch eine zusätzliche, deutlich schnellere Hardware. Auch zeigte IDS die nächste Ausbauphase der uEye Warp10-Kamerafamilie. Durch die Verbindung von schneller 10GigE-Schnittstelle und TFL-Mount können großformatige Sensoren mit bis zu 45 MP integriert werden – das eröffne völlig neue Einsatzszenarien. Zu den Messeneuheiten gehören außerdem Prototypen der kleinsten IDS-Platinenkamera sowie einer neue 3D-Kamera in der Ensenso-Produktlinie.

Seit der Gründung 1997 als Zwei-Mann-Unternehmen hat sich IDS zu einem unabhängigen, ISO- und umweltzertifizierten Familienunternehmen mit rund 350 Mitarbeitern weiterentwickelt.

24 weitere Global-Shutter-Modelle von JAI

JAI erweitert die Go-X-Serie kompakter Industrie-Kameras um 24 weitere Global-Shutter-Modelle, ausgestattet mit den neuesten Sony Pregius-S-CMOS-Sensoren. Die zusätzlichen Modelle sind mit zwei verschiedenen Schnittstellen verfügbar, wobei je 12 Modelle über CoaXPress 2.0 und über GigE Vision angeschlossen werden können. 12 weitere Kameras der Go-X-Serie mit 5GigE (5GBASE-T) sind für Dezember geplant und bringen deren Ethernet-Geschwindigkeit über USB3-Niveau. Hinter den je 12 Modellen stehen sechs Auflösungen von 5,1 bis 24,5 Megapixeln jeweils monochrom und in Farbe.

Die Pregius-S-Sensoren werden rückseitig belichtet, um kleinere Pixelgrößen zu verwenden, ohne das Signal-Rausch-Verhalten zu beeinträchtigen. JAI macht sich diese Technologie zunutze, um deutlich höhere Auflösungen zu bieten, ohne dabei die kompakte Größe der Go-X-Kameras mit C-Mount zu verlieren. Während die Go-X-Serie bisher Auflösungen von 2,3 MPixel bis 12,3 MPixel bot, erweitern die zusätzlichen Modelle diesen Bereich nun auf bis zu 24,5 MPixel. Dank der Pixelgröße von 2,74 µm haben auch die neuen 24,5-MPixel-Kameras der Go-X-Serie die gleiche Stirnfläche von 29 mm x 29 mm bei einem optischen Format von 1,2“ (19,3 mm Bildkreis).

Die 12 Modelle mit CoaXPress erweitern die Vielfältigkeit der Go-X-Serie, die bisher GigE Vision oder USB3 Vision bot, um eine dritte Schnittstelle. Diese CoaXPress-Kameras wurden für Anwendungen entwickelt, die Echtzeitfähigkeit der Übertragung beziehungsweise eine höhere Leistung in Bezug auf Auflösung und Bildrate erfordern, während gleichzeitig ein kleines Gehäuse und ein niedriger Preis gefordert sind. Mit einem einzigen CXP-6-Anschluss ausgestattet, erzielen sie eine Bandbreite von 6,25 Gbit/s und Bildraten von 24 Bildern/s für 24,5 Megapixel sowie 112 Bilder/s für 5,1 Megapixel.

Die 12 neuen GigE-Vision-Modelle bieten die gewohnten Netzwerkfunktionen und arbeiten mit Geschwindigkeiten von 4 Bildern/s für 24,5 MPixel sowie 23 Bildern/s für 5,1 MPixel an der Bandbreitenbegrenzung durch Gigabit Ethernet. Für Kunden, die hier höhere Bildraten benötigen, hat JAI die Kompressionsfunktion Xpress in die neuen, monochromen GigE-Vision-Modelle integriert. Mit Xpress ist eine vollständige, verlustfreie Rekonstruktion auf dem Host-Rechner mittels des JAI-SDKs möglich. Die Kompressionsrate hängt vom jeweiligen Bildinhalt ab, üblich sind um die 30 Prozent mehr Durchsatz.

Sowohl die CoaXPress-Modelle als auch die GigE-Vision-Modelle können über die Schnittstelle oder über einen separaten 6-poligen Anschluss mit Strom versorgt und getriggert werden. Alle neuen Modelle verfügen zudem über die flexible Subpixel-Skalierungsfunktion Xscale. Unterstützt wird das Skalieren mit Fließkommazahlen, um virtuelle Pixel zu erstellen, die Anteile verschiedener physischer Pixel enthalten. Xscale erlaubt damit die Anpassung an Pixelgrößen, optische Formate und Auflösungen zum Ersetzen älterer oder aktuell nicht verfügbarer Kameras.

Während das herkömmliche Binning auf ganzzahlige Pixel (z.B. 2x1, 2x2, 4x4) beschränkt ist und nur bei monochromen Kameras eingesetzt werden kann, lässt sich Xscale mit monochromen, Bayer- oder RGB-Formaten verwenden. Zudem kann Xscale horizontal und vertikal unabhängig bis zum 16-fachen der 2,74-µm-Basispixelgröße der neuen Kameras skalieren.

Die neuen Kameras ergänzen die bereits vorhandenen 24 GigE-Vision- und USB3-Vision-Kameras der Go-X-Serie, die nun insgesamt 48 Modelle umfasst. Alle Go-X-Kameras verfügen über eine hohe Stoß- und Vibrationsfestigkeit von 80 g bzw. 10 g sowie eine optimale Wärmeableitung, um Ausfälle in typischen Industrieumgebungen und unter Dauerbetriebsbedingungen zu verhindern.

Lasermodule und Filter von Laser Components

Neben einem gepulsten Dauerstrich-Lasermodul zeigte Laser Components erstmals auch ein Weißlichtmodul mit außergewöhnlich hoher Leuchtdichte. Das gepulste CW-Lasermodul FLEXPOINT MVpulse wurde in der eigenen Unternehmensgruppe entwickelt. Im Vergleich zum Dauerstrichbetrieb liefert es Einzelimpulse mit bis zu fünfmal höheren Leistungen und erfüllt trotzdem über die gesamte Pulsfolge wahlweise alle Anforderungen der Laserklasse 1 oder 2. Die kurzen, energiereichen Laserpulse erlauben einen höheren Durchsatz mit kürzeren Belichtungszeiten in Bildverarbeitungssystemen.

Premiere feierte das Weißlichtmodul LS-WL1. Mit einer Leuchtleistung von 500 mW ist es eine Lösung für IBV, Endoskopie und andere Systeme, die helles Licht benötigen. Die Seitenlänge der Leuchtfläche beträgt gerade einmal 350 µm, sodass der Strahl problemlos in die meisten gängigen Multimodefasern eingekoppelt werden kann. Ein Mikroprozessor erlaubt werkmäßig vier Funktionsarten: CW-Betrieb, Stroboskop, Pulstriggerung und Modulation. Auf Wunsch kann der Betreiber eigene Steuerungsmuster programmieren.

Highspeed-Sensoren von Optomotive

Komplett neu entwickelt wurden die 3D-Hochgeschwindigkeitssensoren der Serie LOM. Basierend auf der der FPGA-Kameratechnik von Optomotive besteht die LOM-Sensorserie aus anpassbaren und programmierbaren Highspeed-Lasertriangulationssensoren. Die Serie wurde für Hochleistungsinspektionen entwickelt und kann Inspektionsraten bis 10 kHz erreichen. Eine kamerainterne PEAK-Detektion und das blaue Laserlicht liefern auch Aufnahmen von glänzenden und anderen anspruchsvollen Oberflächen. Das ARM-System-on-Chip ist kombiniert mit einem AMS-Bildsensor und einem Laserlinienprojektor. Der IP-Kern für die kamerainterne PEAK-Erkennung verarbeitet die Bilder, um Profile in 8-Bit-Subpixel-Auflösung zu erstellen.

Die zweite neue Produktfamilie heißt Smilodon, eine anpassbare, programmierbare FPGA-basierte Hochgeschwindigkeitskamera mit Xilinx-Zynq-FPGA. Sie Kamera basiert ebenfalls auf dem ARM-SoC und nutzt schnelle Gpixel-Bildsensoren (5 bis 25 MP) und eine 1 oder 10 Gigabit-Ethernet-Schnittstelle. Smilodon 10G EVO ist für Anwendungen in den Bereichen Lasertriangulation, Bewegungserfassung, industrielle Prozessautomatisierung und industrielle Qualitätskontrolle optimiert. Die Kamera hat ein programmierbares Open-Reference-Design für ein FPGA-basiertes Highspeed- und Anwendungsentwicklungssystem. Eine Reihe von Tools gibt es zur Entwicklung von Algorithmen und zur Verarbeitung von Daten in Echtzeit.

Mini-Board-Level Kamera von PHYTEC

Mit 18 mm x 26 mm Baugröße lässt sich die Mini-Variante der VM-017 überall dort einsetzen, wo wenig Platz vorhanden ist. Der phyCAM-M-Steckverbinder ermöglich die direkte Austauschbarkeit mit VM-017-M und anderen Board-Level-Kameras von PHYTEC mit MIPI CSI-2 Schnittstelle. Das phyCAM-M Interface ist EMV-optimiert und hat Zusatzfunktionen wie Trigger und Strobe im gleichen Kabel. Präzise Zentrierbohrungen vereinfachen die Justierung des Kameramoduls bei der Montage. Die VM-117 ist wahlweise mit hochwertigem M12-Objektivhalter erhältlich, der gleichzeitig eine optimierte Wärmeableitung sicherstellt. Als Komplett-Lösung wird das passende Objektiv mit Montage-Service angeboten. Der Sensor AR0521 von OnSemiconductor zeichnet sich durch seine hohe Low-Light-Performance und Backside-Ilumination aus. Die 5-MPixel-Kamera unterstützt durch Scaling und Cropping verschiedene Sub-Auflösungen wie Full HD, HD und VGA direkt im Sensor. Das Kameramodul gibt es mit Monochrom- oder Color-Sensor. Der weite Temperaturbereich und die Langzeitverfügbarkeit ermöglichen professionelle Embedded-Vision-Lösungen.

Rechen-Power für Edge-AI & mehr von Plug-in

Hohe Rechenleistung, schnelle Datenübertragung und flexible Schnittstellen: Speziell für die hohen Anforderungen von Edge-AI-Anwendungen, Machine-Vision und In-Vehicle-Computing stellt PLUG-IN Electronic eine Reihe neuer Embedded-PCs in Workstation-Qualität vor. Die ECX-3000-Serie von Vecow arbeitet mit neuen Intel Core Prozessoren der 12. Generation (Alter Lake-S), bietet bis zu acht unabhängige 2.5G-LAN-Anschlüsse und mit maximal vier frontseitigen SSD-Einschüben variable Speichermöglichkeiten. Mit ihrem breiten Spannungseingang von 9 bis 50 VDC und dem robusten Design sind die lüfterlosen Box-PCs optimal geeignet für den Industrieeinsatz.

Die eingesetzten i9/i7/i5/i3-Prozessoren mit bis zu 16 Kernen und Intel-R680E-Chip-Satz haben Funktionen zur Optimierung der Rechenleistung und erreichen damit eine um bis zu 36 Prozent höhere Performance gegenüber der Vorgänger-Generation. Davon profitieren Anwendungen im Bereich Machine-Vision und In-Vehicle-Computing ebenso wie in Robotersteuerungen, in der Fabrik- und Logistikautomation und weiteren Edge AI-Anwendungen. Für Konnektivität mit hohen Datenraten sorgen zahlreiche LAN-Ports, inklusive Power over Ethernet (PoE) und 10G-LAN, sowie COM-Ports, USB 3.2 und isolierte DIO- und GPIO-Anschlüsse. Variable Möglichkeiten zur Speichererweiterung, der leistungsfähige Intel UHD 770 Grafikprozessor und Anschlüsse für bis zu vier unabhängige 4K-Displays ermöglichen den flexiblen Einsatz in der Industrie. Dabei unterstützen lüfterlose Embedded-PCs auch Time-Sensitive Networking (TNS) und sind für Anwendungen mit künstlicher Intelligenz optimiert. Ein breiter Temperaturbereich von -40 bis 75 °C, Software-gesteuerte Ignition-Control und zwei externe Sockel für SIM-Karten eigenen sie für intelligente Transportsysteme und andere Remote-Anwendungen mit hohen Anforderungen an Leistung und Zuverlässigkeit.

Rauscher: Zwölf neue 5GigE-Modelle

Als Vertriebspartner zeigte Rauscher zwölf neue Modelle auf Basis der 5GigE-Technologie, die das bestehende Sortiment der ace 2-Kameras (Baugröße 29 mm x 29 mm) erweitern. Der Einsatz von 5GigE als Schnittstelle in den neuen Modellen (monochrom und Farbe)ermöglicht eine fünffach schnellere Übertragung der Bilddaten im Vergleich zu den bisherigen 1GigE-Kameras. Zudem erreicht bzw. übertrifft die 5 GigE-Technologie die Bandbreite der Interfaces CameraLink Full und USB3-Vision und erlaubt gleichzeitig wesentlich längere Kabellängen.

Sechs der neuen Modelle haben Sony-Pregius-S-CMOS-Sensoren IMX540, IMX541 und IMX542 der vierten Generation und haben Auflösungen von 24, 20 und 16 MPixel. Für mittlere Auflösungen von 12, 8 und 5 MPixel gibt es sechs weitere Modelle mit den Sensoren IMX545, IMX546 und IMX547. Aufgrund des gleichen Formfaktors lassen sich ace 2-Kameras mit 1 GigE-Interface gegen ein 5 GigE-Modell austauschen

Multi-Processing mit neuer KI-MPU von Renesas

Erweitert wurden die KI-fähigen Mikroprozessoren der RZ/V-Serie um einen Baustein, der die KI-Verarbeitung von Bilddaten mehrerer Kameras ermöglicht. Diese MPU hat zwei 64-Bit-Arm-Cortex-A53-Kerne und eine maximale Betriebsfrequenz von 1 GHz. RZ/V2MA nutzt einen proprietären Low-Power-DRP-AI-Beschleuniger (Dynamically Reconfigurable Processor), der bildverarbeitende KI mit einer Leistung der Klasse 1 TOPS/W (Tera-Operationen pro Sekunde, pro Watt) verarbeiten kann. Die MCU RZ/V2MA bietet Hochgeschwindigkeitsschnittstellen wie Ethernet, USB und PCI Express, die eine Bildeingabe von mehreren externen Kameras ermöglichen. Zusätzlich zum DRP-AI-Beschleuniger enthält der RZ/V2MA einen OpenCV-Beschleuniger, der gleichzeitig eine regelbasierte Bildverarbeitung gewährleistet. Diese Funktionen liefern hochpräzise Bilderkennungsfähigkeiten für Machine-Vision-Produkte, wie mit KI ausgestattete Gateways, Videoserver, Security-Gates, POS-Terminals und Roboterarme. Zum RZ/V2MA gibt es eine vollständige Suite von Entwicklungswerkzeugen, die das Design von Vision-AI-Systemen unterstützen.

Renesas hat außerdem die Vision AI Gateway Solution entwickelt. Dabei handelt es sich um eine KI-basierte Plattform zur Objekterkennung und -erfassung, die mehrere Kameras nutzt, um Daten zu sammeln und effizient drahtlos zu übertragen. Diese Hochgeschwindigkeitslösung kombiniert die RZ/V2MA-MPU mit ergänzenden Renesas-Produkten wie Power-ICs, VersaClock-Taktgenerator und Kommunikationsmodulen für WiFi, Bluetooth und LTE.

Schnelle UV-Kamera mit 8,1 MP von SVS-Vistek

SVS-Vistek stellt die Ultraviolett-Kamera fxo487 vor, die mit einer maximalen Bildrate von 194 Bildern/s und 8,1 MPixel Auflösung eine der aktuell stärksten UV-Kameras am Markt ist.

Die neue UV-Kamera fxo487 von SVS-Vistek eröffnet mit einer Auflösung von 2840 x 2840 Pixeln und einer maximalen Bildrate von 194 Bildern/s neue Möglichkeiten für industrielle Inspektionsaufgaben im Bereich ultravioletter Wellenlängen. Dieses Spektrum von ca. 200 bis 400 nm stellte in der Vergangenheit aufgrund der niedrigen möglichen Auflösungen nur in Ausnahmefällen eine sinnvolle Option dar. Mit dem Sony-Sensor IMX487-AAMJ-C ist nun jedoch eine leistungsfähige technische Basis für UV-Bildverarbeitungssysteme verfügbar, die SVS-Vistek in seinen neuen fxo487-Kameras einsetzt. Aufgrund der hohen Auflösung von 8,1 MPixeln erlaubt diese Kamera die Aufnahme hochauflösender UV-Bilder, die eine zuverlässige Identifikation von Produktdefekten im nicht-sichtbaren UV-Wellenlängenbereich zulassen.

SVS-Visteks schnellstes UV-Modell ist die fxo487MCX12-2C mit zwei CoaXPress-12 Connections, die einen schnellen und verlustfreien Transfer der anfallenden hohen Datenmengen sowie eine geringe Trigger-Latenz sicherstellen. Technische Merkmale der fxo487 wie die Signalspannungen, die Temperaturbeständigkeit, die Steuerung der Ein- und Ausgänge, der integrierte Strobe Controller und zahlreiche Firmware-Features sind auf Applikationen in der anspruchsvollen industriellen Automatisierung ausgerichtet. Sie ermöglichen die Lösung komplexer Inspektionsaufgaben, z.B. in der Batterie-, Halbleiter-, Glas-, Recycling-, Edelstein- und Automobilbranche. SVS-Vistek hat auch für seine UV-Kameras geeignete Objektive im Programm, die den Aufbau zuverlässiger UV-Bildverarbeitungssysteme ermöglichen.

Kamera mit Global Shutter und 127 MPixel-Sensor

Außergewöhnlich für eine Kamera mit Global Shutter wie der shr661 von SVS-Vistek ist die hohe Bildauflösung ihres CMOS-Sensors mit 127 MPixel. Üblicherweise kommt bei sehr hoher Sensor-Auflösung ein Rolling Shutter zum Einsatz, der aber in Applikationen mit bewegten Objekten zu Verzerrungen und beleuchtungsbedingten Musterartefakten führen kann. Um auch kleinste Objektstrukturen in bestmöglicher Qualität zu klassifizieren, wachsen die Anforderungen an Industriekameras in Bezug auf Auflösung und Bildqualität seit Jahren stetig. Die auf dem Markt erhältlichen hochauflösenden Sensoren nutzen jedoch alle nur einen Rolling Shutter, konststiert SVS-Vistek, weil dieser einfacher herzustellen ist. Deshalb bezeichnet der Hersteller seine neue CMOS-Kamera shr661 aufgrund der Kombination mit Global Shutter als Meilenstein der Bildverarbeitung.

Bei Sensoren mit Rolling Shutter werden die Sensorzeilen nacheinander belichtet und ausgelesen, was in Applikationen mit bewegten Objekten zu einer zeitversetzten Belichtung der Sensorzeilen und somit zu Verzerrungen und beleuchtungsbedingten Musterartefakten führen kann. Global-Shutter-Sensoren hingegen belichten, vereinfacht gesagt, alle Pixel gleichzeitig und lesen sie dann aus. So technisch dies klingt, so einfach ist der Vorteil in der Anwendung beschrieben: Bewegte Objekte werden durch den Global Shutter scharf abgebildet. Es können beispielsweise durchlaufende Objekte am Fließband auch in dieser hohen Auflösung bis ins kleinste Detail inspiziert werden.

Vertikal integriertes IBV-Portfolio von TELEDYNE

Die Teledyne-Geschäftsbereiche DALSA, e2v, FLIR und Lumenera präsentierten nach eigenen Angaben das weltweit umfassendste, vertikal integrierte IBV-Portfolio. Beispiele sind:

• Das Optik-Modul Optimom (2 MPixel) von Teledyne e2v ist das erste aus einer Reihe von optischen MIPI CSI-2-Modulen. Die proprietäre Sensortechnologie von Optimom wurde entwickelt, um eine schnelle Entwicklung von bildbasierten Embedded-Systemen für Robotik, Logistik oder Laborgeräten zu gewährleisten.

• AxCIS von Teledyne DALSA ist eine neue Familie von vollintegrierten Hochgeschwindigkeits- und hochauflösenden Zeilenscan-Bildgebungsmodulen. Diese benutzerfreundlichen Contact Image Sensoren (CIS) kombinieren Sensoren, Linsen und Beleuchtung und bieten ein kostengünstigeres Inspektionssystem für anspruchsvolle Bildverarbeitungsanwendungen.

• Forge ist eine neue 5-GigE-Flächenkamera-Plattform, die erstmals das gemeinsame technische Know-how von Teledyne FLIR, DALSA und Lumenera nutzt. Sie bietet die umfangreichste Kombination kundenorientierter Funktionen für Systemingenieure, um zuverlässige und wettbewerbsfähige Produkte schneller zu entwickeln.

• Die neue Linea 2 (4k-Multispectral 5GigE) von Teledyne DALSA bietet mit ihrer 5GigE-Schnittstelle die fünffache Bandbreite der Linea GigE-Familie. Die Kameras basieren auf unserem eigenen Teledyne-Quadlinear-Sensor, der die Möglichkeiten der Bilderkennung um den multispektralen RGB- und NIR-Bereich erweitert.

• Die neuen Linea HS-Kameras (16k Backside Illuminated) basieren auf der CMOS-Multi-Array-TDI-Technologie von Teledyne DALSA und bieten eine deutlich höhere Empfindlichkeit, insbesondere für UV-Bilder. Die Kameras verfügen über eine CLHS-Schnittstelle der nächsten Generation, die über ein einziges aktives optisches Kabel bis zu 8,4 GPixel/s liefert.

• Teledyne erweitert das Genie Nano-Portfolio um die branchenweit kleinste 67 MPixel 10GigE Vision-Kamera M/C8200 und die neue 37 MPixel M/C6200. Diese neuen Kameras, die mit Monochrom- und Farbsensoren der Emerald-Serie von e2v ausgestattet sind, wurden für die Hochgeschwindigkeitsdatenerfassung und -übertragung entwickelt und stellen eine zukunftssichere und skalierbare Lösung für Entwickler von Bildverarbeitungssystemen dar.

• Die neuen Falcon4-Modelle CLHS M6200 und M8200, die auf den Emerald 37M- und 67M-Sensoren von Teledyne e2v basieren, bieten eine höhere Auflösung und zusätzliche Funktionen mit einer CLHS-Schnittstelle für industrielle Bildverarbeitungsanwendungen, die eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung erfordern. Diese Kameras sind so konzipiert, dass sie entweder im Partial-Scan-Modus oder im Multi-ROI-Modus Tausende von Bildern/s erreichen.

BLUE-Vision-Optiken von VISION & Control

Mit der Serie vicotar BLUE Vision TO66 rundet Vision & Control das Angebot an telezentrischen Objektiven nach oben hin ab. Dank der speziellen Farbkorrektur liefern sie besonders mit blauer Beleuchtung sehr hohe, fast doppelte Auflösungen. Die TO66-Serie umfasst sechs hochauflösende, lichtstarke Versionen mit 66 mm Objektfelddurchmesser. Da bei ihnen der Strahlengang objektseitig parallel verläuft, bilden sie ohne perspektivische Verzerrungen ab. Nur so sind in der industriellen Bildverarbeitung an den zu untersuchenden Objekten genaue Positionsbestimmungen und Messungen möglich. Und das sogar bei tiefen Bohrungen. Bei BLUE-Vision-Optiken ist die Farbkorrektur bis tief in den blauen Spektralbereich erweitert. Durch die geringe Beugung sind daher Betrachtungen mit sehr hoher Auflösung möglich. Dies gilt auch bei weißer LED-Beleuchtung, da dieses Licht bekanntlich einen sehr hohen Blauanteil besitzt. Aber auch bis in den nahen Infrarotbereich sind präzise Betrachtungen mit diesen Objektiven möglich.

Die TO66-Objektive sind für den robusten Einsatz konzipiert. Es gibt sie mit verschiedenen Bildfeldurchmessern, gestaffelt von 6,0 mm bis 28,5 mm. Die Arbeitsabstände variieren von 240 mm bei der kleinsten Bildfelddiagonale bis 120 mm bei der größten. Die Blende kann variabel zwischen F/8 und F/22 respektive F/10 bis F/22 eingestellt und arretiert werden. Ist am Einsatzort mit starken Vibrationen zu rechnen, sind alle Objektive auch in rüttelfester Ausführung mit fester Blende erhältlich. Zu den Optiken gibt es ein reichhaltiges Angebot an Beleuchtungen, Vorsatzfiltern, Umlenkspiegeln, Strahlteilern sowie diversen Adaptern. (KU)

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