Eingebettete Vision‑Systeme: Schlüsselkomponenten, Vorteile und Praxisanwendungen für intelligentere Automatisierung
Gaspar van Elmbt
In der sich rasant wandelnden Welt der industriellen Automatisierung und intelligenten Technologie verändern Embedded‑Vision‑Systeme, wie Maschinen ihre Umgebung wahrnehmen und darauf reagieren. Im Unterschied zu herkömmlichen Vision‑Systemen, die externe Verarbeitungseinheiten nutzen, ermöglichen Embedded‑Vision‑Lösungen kompakte Geräte, die Bildaufnahme, Verarbeitung und Analyse direkt lokal durchführen – für schnellere Reaktionen, höhere Effizienz und intelligentere Entscheidungen.
Wir liefern die Hochleistungskomponenten, die Embedded‑Vision‑Systeme antreiben: Industriekameras, Präzisionsobjektive und fortschrittliche Beleuchtungslösungen. Dieser Artikel erklärt, was Embedded Vision ist, stellt die Kernkomponenten vor, zeigt Anwendungen auf und verdeutlicht, warum sie für moderne Maschinensysteme unverzichtbar wird.
Table of contents
Was ist Embedded Vision und wie funktioniert es?
Embedded Vision bezeichnet die Integration von Bildaufnahme und -verarbeitung direkt in kompakte, intelligente Geräte. Einfach gesagt‚ kann ein Gerät wie ein Roboter, eine Kamera oder sogar ein smartes Haushaltsgerät autonom seine Umgebung „sehen“, verstehen und darauf reagieren – alles basierend auf der integrierten Hardware.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Vision‑Systemen, die Bilder zur Verarbeitung an einen separaten Computer senden, führen Embedded‑Vision‑Systeme alle Schritte intern durch. Das macht sie schneller, effizienter und ideal für Anwendungen, bei denen Größe, Energieverbrauch und Geschwindigkeit entscheidend sind.
Zentrale Komponenten eines Embedded Vision Systems
Vision‑Sensoren (Kameras):
- Erfassen visuelle Umgebungsdaten und liefern Rohbilder für Anwendungen. Übliche Schnittstellen: USB, Ethernet, MIPI.
- ARM‑basierte PCs verwenden USB‑ oder Ethernet‑Kameras. Unsere Lösungen wurden mit Entwicklungsboards wie NVIDIA Jetson und Raspberry Pi getestet.
- MIPI eignet sich für niedrigere Auflösungen, je nach Implementierung sind jedoch auch höhere Auflösungen möglich.
- Kameras reichen von kompakten Modulen bis zu Autofokus‑Varianten wie der 2 MP 10× AFZ MIPI Kamera für Raspberry Pi.
Recheneinheiten (Embedded‑PCs):
- Agieren als System‑„Gehirn“, analysieren Bilder und treffen Entscheidungen.
- Von Einsteiger‑Geräten wie Raspberry Pi bis zu Profi‑Plattformen wie NVIDIA Xavier und Orin.
- Dabei besteht folgende Herausforderung: Ausgewogenheit zwischen Rechenleistung, Kosten und Energieeffizienz, besonders bei hoher Auflösung oder Mehrkamerakonfiguration.
- Leistungsversprechend sind: leistungsfähige embedded CPUs, CPUs mit GPU, DSPs, mobile Prozessoren und FPGAs.
Algorithmen & Software:
- Verarbeiten Rohbilder zu verwertbaren Informationen in pipeliner Reihenfolge:
- Bildverbesserung: Lens‑Correction, Kontrastverstärkung, Bildstabilisierung
- Objektextraktion: Detektion über Kanten, Bewegung, Farbe oder Größe (z. B. optical flow, Fußgängererkennung)
- Inferenz & Entscheidung: Objekte klassifizieren (z. B. Fahrzeuge, Fußgänger, Verkehrsschilder)
- Komplexe Aufgaben erfordern Milliarden von Berechnungen pro Sekunde.
- Unsere Software‑Lösung, Daheng Galaxy SDK, liefert zertifizierte Treiber, APIs und Tools zur Bildaufnahme, -verarbeitung und -analyse – ideal zur Integration unserer VA Imaging Hardware.
- Open‑Source‑Optionen wie OpenCV bieten tausende vorgefertigte Algorithmen.
- Für Windows‑Entwickler ermöglicht Zebra Aurora Vision Studio eine grafische Drag‑and‑Drop‑Umgebung für schnelle Prototypen – ganz ohne Programmieraufwand.
Objektive & Beleuchtung:
- Machine‑Vision‑Objektive bestimmen Sichtfeld, Tiefenschärfe und Bildschärfe und beeinflussen damit die Qualität der Rohdaten.
- Machine‑Vision‑Beleuchtung sorgt für gleichmäßige und optimale Ausleuchtung, was für präzise Bildverarbeitung und zuverlässige Erkennung unerlässlich ist.
Warum Embedded Vision an Bedeutung gewinnt
Ein Fortschrittskreislauf: Leistungsfähigere Prozessoren ermöglichen mehr Anwendungen, was wiederum die Chip‑Entwicklung weiter vorantreibt – so beschleunigt sich die Verbreitung von Embedded Vision. Zentrale Vorteile sind:
Typische Anwendungen der Embedded Vision
Die eingebettete Bildverarbeitung revolutioniert bereits zahlreiche Branchen. Hier sind nur einige Beispiele aus der Praxis.
Partnerschaft bei Embedded Vision Projekten
Mit der zunehmenden Verbreitung von Embedded Vision steigt der Bedarf an hochwertigen und integrativen Komponenten. Genau hier setzt VA Imaging an.
- Industriekameras: Von kompakten Modulen bis hin zu Hochgeschwindigkeitskameras mit diversen Schnittstellen
- Präzisionsobjektive & Beleuchtung: Beratung bei der Auswahl von Optik und Beleuchtung für optimale Datenerfassung
- Fachkompetenz: Brückenbau zwischen Computer Vision und Embedded Hardware – für reibungslose Integration
Unser Team unterstützt bei Auswahl, Integration und skalierbaren Systemdesigns.
Planst du ein Embedded Vision System? Dann kontaktiere VA Imaging für professionelle Beratung zu Kamera‑, Objektiv‑ und Beleuchtungslösungen!
