Lösungsorientierter Bildverarbeitungsansatz Neues Embedded Vision Konzept: Integrated Vision Solutions

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Unter der Bezeichnung Integrated Vision Solutions (IVS) hat der kanadische Hersteller Teledyne Imaging ein neues Konzept zum Thema Embedded Vision angekündigt, das sich in seiner grundsätzlichen Herangehensweise von anderen Embedded-Vision-Systemen am Markt unterscheidet.

Teledyne und seine Tochterfirmen im Vision-Bereich verfügen über ein Bildverarbeitungs-Portfolio, das eine eigene Sensor-Produktion ebenso umfasst wie eine große Vielfalt an Kameras, Sensoren, KI-fähigen Bildverarbeitungssystemen, Software und vielen anderen Komponenten. Das Unternehmen deckt damit alles ab, was zur Lösung von Bilddaten-basierten Aufgabenstellungen erforderlich ist. Dieses breite Produkt- und Systemangebot stellt die Grundlage des neuen Konzepts Integrated Vision Solutions (IVS) dar, wie Dr. Martin Klenke, Director Business Development von Teledyne Imaging, erläutert:

„Die Idee hinter IVS ist, dass wir unseren Kunden zunächst genau zuhören, welche Aufgabe sie lösen wollen und welche Randbedingungen dabei zu beachten sind. Auf Basis des in diesem Schritt definierten individuellen Bedarfs bestimmen wir dann die notwendigen Kernparameter wie unter anderem Auflösung, Interfaces und Optik. Meist in enger Abstimmung mit dem Anwender stellen wir anschließend ein Bildverarbeitungssystem zusammen, das exakt die Bedürfnisse der jeweiligen Aufgabenstellung erfüllt. Wir können dabei auf die gesamte Technologie-Palette von Teledyne Imaging zugreifen und dadurch die optimalen Hochleistungskomponenten mit den passenden optischen und elektronischen Elementen sowie der geeigneten Software in einem System bündeln, um eine einfache und zielgerichtete Integration zu ermöglichen.“

IVS steht somit nicht für ein dediziertes, klar umrissenes Produkt, sondern vielmehr für eine Vision-System-Plattformfamilie, die von den Experten bei Teledyne Imaging an die jeweils vorliegenden, vom Kunden spezifizierten Anforderungen angepasst wird. Die Lösung spezieller Bildverarbeitungsaufgaben steht also im Vordergrund und kann vom einfachen Embedded-System bis hin zu komplexen Turn-Key-Lösungen alle Leistungsstufen abdecken. Zudem unterstützen die Experten von Teledyne Imaging Anwender dabei, die erforderliche Software auf den speziellen Zweck anzupassen. Grundlage dafür sind die etablierten Software-Tools des Unternehmens.

Flexible Auslegung

„Wir möchten es unseren Kunden mit dieser Herangehensweise ermöglichen, sich ganz auf ihre Kernkompetenz, wie zum Beispiel die Qualitätssicherung oder Prozessoptimierung zu fokussieren, ohne sich um die Transformation von Bildern in belastbare Daten kümmern zu müssen“, betont Dr. Klenke. „Im Fokus unserer IVS-Strategie stehen dabei insbesondere intelligente Systeme mit sehr hohen Auflösungen, Geschwindigkeiten oder auch integrierter 3D-Prozessierung mit interner Datenverarbeitung.“ Ein wesentlicher Vorteil für IVS-Anwender besteht dabei laut Dr. Klenke darin, dass aufgrund der breiten Technologievielfalt von Teledyne Imaging in der Regel alle zu integrierenden Komponenten aus einer Hand erhältlich sind. Da es sich bei IVS um ein Open Framework-System handelt, ist jedoch auch die Verwendung von firmenfremder Hard- und Software möglich, falls erforderlich.

„Im Gegensatz zu typischen Embedded Vision-Systemen zielt diese Produktgruppe daher nicht auf starre Standardkomponenten ab, bei denen die Applikationsprogrammierung dem Anwender überlassen wird, sondern es wird gezielt die Konstellation bereitgestellt, die eine nahtlose Integration in Kundensysteme oder -Prozesse ermöglicht“, unterstreicht Dr. Klenke. „Das umfasst explizit auch die Möglichkeit der Integration von Kunden-Software auf dem System. Das Ergebnis ist oft ein autonom arbeitendes, kompaktes Hochleistungs-Visionsystem, das in der gleichen Anwendung bei einem anderen Kunden möglicherweise völlig anders gestaltet sein muss.“

Zusätzliches vertikales Angebot

Das typische Teledyne Imaging-Angebot war laut Dr. Klenke bisher eher horizontal ausgelegt und überließ die spezielle Anwendungsadaptation weitgehend dem Kunden. „Oft sind die dafür erforderlichen Bildverarbeitungskenntnisse jedoch entweder nicht ausreichend oder es sind zu wenig Ressourcen vorhanden, um Lösungen zeitnah anhand von Standardkomponenten zu erarbeiten“, so Dr. Klenkes Beobachtung. „Mit dem IVS-Konzept erweitert Teledyne Imaging sein bisheriges Bildverarbeitungs-Portfolio somit um ein zusätzliches vertikales Angebot an Anwender, die sich mit einem konkreten Anwendungsfall befassen.“

IVS ist noch ein sehr junges Arbeitsfeld von Teledyne Imaging: Es wurde offiziell während der Messe Automatica im Juni 2023 vorgestellt, doch Dr. Klenke sieht zahlreiche Einsatzfelder für das neue Konzept: „Im Augenblick befassen wir uns mit Projekten, beispielsweise für Qualitätssicherungsaufgaben in der Automobilindustrie, um die Bauteilkontrolle zu verbessern, sowie mit neuartigen, integrierten Logistikscannern und mannigfaltigen autonomen Überwachungsaufgaben im industriellen Umfeld. Eine starke Nachfrage besteht auch nach „Fused Imaging“-Systemen, bei denen verschiedene Kameratypen in einem Gerät integriert werden, um zum Beispiel automatisierte KI-unterstützte Objekterkennung mit thermografischer oder 3D-Unterstützung liefern zu können.“ Einsatzfelder dafür und für den IVS-Ansatz generell sieht Dr. Klenke unter anderem in den Bereichen Automation, Transport, Logistik, Traffic und Optical Sorting.

„Ein Beispiel für eine naheliegende Anwendung ist ein autonomes Überwachungssystem. Hohe Auflösungen erlauben die Erfassung sehr vieler Objekte, große Überwachungsbereiche oder maximale Erfassungsqualität. Darüber hinaus reduziert die Korrelation verschiedener Detektionsmethoden aus dem gleichen Datensatz (wie. Biometrik, Barcodes, Schrift, Defekte, Objekterkennung etc.) den Datenstrom erheblich, so dass eine qualitativ hochwertige Entscheidung lokalisiert ermöglicht wird, auch autonom, das heißt ohne Anbindung an externe Datensysteme. Diese Fähigkeiten sind sehr wertvoll für Anwendungen in den Bereichen Smart City, Verkehrssteuerung, Paketsortierung, Food Sorting und vielen weiteren.“

Auch für komplexe Anwendungen

Die exakte Abstimmung der Komponenten untereinander und der interne Zugang zu Komponenten, die nicht typischerweise aus dem Produktportfolio der klassischen maschinellen Bildverarbeitung stammen, sondern etwa aus wissenschaftlichen oder aus Space-Anwendungen, erlaubt weitere, bisher ungeahnte Kombinationsmöglichkeiten. „Wir sind in der Lage, sehr komplexe Anfragen zu beantworten, indem beispielsweise auch Radar-, Lidar- oder Röntgensensoren dem jeweiligen IVS-System hinzugefügt werden können“, so Dr. Klenke. „Damit können für Großkunden umfassende Frameworks erstellt werden, ohne dass viele unterschiedliche Teilsysteme verschiedener Herkunft integriert werden müssen.“

Ein weiterer typischer Anwendungsfall ist die gezielte, effiziente Datenvorverarbeitung, um die Anzahl von Peripheriegeräten zu minimieren. So ist die Integration sehr schneller Bildsensoren mit massiven Datenströmen in intelligente Scanner, oft auch mit 3D-Methoden, im Markt seltener anzutreffen, weil ein sehr tiefgreifendes Know-how der Sensortechnologie notwendig ist, um ein autonomes System zu entwickeln. Aufgrund der eigenen Sensorfertigung der Teledyne Imaging-Gruppe kann das Unternehmen einen weiteren Mehrwert für den Anwender erzielen. Darüber hinaus verarbeitet ein modernes On-board Processing-System Daten mit wesentlich geringeren Latenzzeiten als rechnergestützte Anlagen, was Echtzeitanwendungen realisierbar und auch große Kabellängen oder Slave-PCs überflüssig werden lässt.

Ein wichtiger genereller Aspekt ist laut Dr. Klenke auch das Thema „Convenience“, also die Kombination aus einfacher Integration, Ersetzbarkeit, geringen Rüstzeiten und autonomem, einfachem Betrieb. Dessen Bedeutung ist unterschiedlich für jeden Anwendungsfall zu ermitteln, das IVS-Konzept erlaubt es aber, dieses Kriterium auch für hohe Bandbreiten anzuwenden. (cg)

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* Peter Stiefenhöfer ist Inhaber von PS Marcom Services und freier Autor für Teledyne Imaging.

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