Vision-Systeme Revolutionäres Kamera-Ökosystem

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TRACO ELECTRONIC GMBH

Traco Electronic AG

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Chromos Group AG Industrial Division

Die Bildverarbeitung hat in den letzten Jahren dank Miniaturisierung, neuer schneller Schnittstellen und hochauflösender Sensoren ihren Nutzen in fast allen Industrien unter Beweis gestellt und damit ihre Anwendungsbereiche stark ausgedehnt.

Der Weltmarktführer Basler hat rund um seine Camera Software Suite pylon ein kundenfreundliches Ökosystem geschaffen, welches den Kunden mannigfaltige Vorteile bietet, wie beispielsweise eine einfachere, zuverlässigere und schnellere Integration in Projekten, wodurch Wettbewerbsvorteile ermöglicht werden.

Grosse Auswahl an Kamera-Schnittstellen

Meistens startet ein Bildverarbeitungsprojekt mit der Frage nach der geeigneten Schnittstelle, da oft die Bandbreite und damit die Anzahl Bilder pro Sekunde wie auch die Kabellänge wichtige Kriterien sind. Hier kann die Wahl getroffen werden zwischen GigE, USB 3, CoaXpress, Camera Link und ganz neu 5GigE. Aktuell bietet das Sortiment mehrere hundert Kamera-​Modelle von schnellen VGA-Sensoren bis zu höchst­auflösenden 65-MP-Sensoren.

Bildergalerie

Die erfolgreichste Kamera-Serie im Bereich Bildverarbeitung – die Basler ace – hat Zuwachs in Form einer Kamera-Serie mit 5GigE-Schnittstelle erhalten. Die ultrakompakte Bauweise mit 29 × 29 mm der ace-Serie bleibt erhalten und gleichzeitig kann eine fünf Mal grössere Bandbreite als bei den beliebten Standard-GigE-Kameras genutzt werden. Das Sortiment umfasst hochwertige Sensoren von Sony und GPixel, Auflösungen bis 24 MP und die Auswahl von drei Schnittstellen (GigE, USB 3 und 5GigE). Alle Kameras basieren auf dem Vision-Standard und ermöglichen es dank GenICam auch, bei Bedarf auf eine höherauflösende oder schnellere Kamera zu wechseln, ohne dass die Software umgeschrieben werden muss, sodass eine hohe Investitionssicherheit gewährleistet ist.

Massgeschneiderte Software-Features für kostenoptimierte Kamerasysteme

Die neue ace-2-Serie bietet zwei unterschiedliche Produktelinien, und zwar die Basic-Linie mit Standard-Features zu einem hervorragenden Preis und die Pro-Linie mit zusätzlichen, einzigartigen Software-Features. Welche drei Software-Features bietet die Basler-ace-2-Pro-Serie?

1. Pixel Beyond

Ermöglicht das Simulieren von etwelchen Pixelgrössen, abgeleitet aus dem klassischen Binning, jedoch deutlich flexibler, wodurch ein 1:1-Ersatz einer bestehenden Kamera simpel und schnell gemacht werden kann. Somit kann sowohl die Optik als auch der Arbeitsabstand und somit die mechanische Installation beibehalten werden.

2. Compression Beyond

Diese praktisch verlustfreie Komprimierung ermöglicht es je nach Anwendung, Bildinhalt und Kamerasensor, bei GigE-Kameras eine bis zu einem Faktor 3.0 schnellere Bildfrequenz zu erreichen. Konkret heisst dies beispielsweise, dass eine 2-MP-GigE-Kamera statt 50 Bilder pro Sekunde mit einem Faktor 2 dann 100 Bilder pro Sekunde übertragen kann, und dies auch bis 100 m Kabellänge.

Der aktuelle Trend zu höherauflösenden Kameras oder schnelleren Bildfrequenzen bedingt eine höhere Bandbreite, wobei der Sprung zu einer zehnfachen Datenrate wie z. B. CoaXPress 2.0 und 10 GigE meistens nicht notwendig ist und wegen der spürbar höheren Kosten nicht sinnvoll erscheint.

Funktionsprinzip Compression Beyond: Verlustfreie Komprimierung beruht auf der Nutzung von Redundanzen, wobei eine sogenannte Kodierung stattfindet. Einfach gesagt werden einzelnen Datenblöcken entsprechende Codes zugeordnet. Selten auftretende Bitmuster erhalten dabei längere Codes, häufig auftretende Bitmuster entsprechend kürzere Codes. Bilder, die viele Redundanzen aufweisen, sind somit besser komprimierbar, was auch erklärt, dass der Komprimierungsfaktor direkt davon abhängt. Dies geschieht direkt in der Kamera auf dem FPGA, wobei der Anwender den Komprimierungsfaktor in der pylon-Software selbst wählen kann.

3. PGI

Mit dieser Funktion kann auf Knopfdruck eine Automatik-Funktion aktiviert werden, um direkt ein gutes Bild zu haben und manuelle Einstellungen entfallen. Es werden je nach Modell folgende Funktionen unterstützt:

• 4 × 4 oder 5 × 5 De-Bayering

• Farb-Anti-Aliasing

• Bildschärfeoptimierung

• Rauschunterdrückung (De-Noising)

Einfache Beleuchtungssteuerung

Mit den dedizierten Beleuchtungen von Basler lassen sich diese mit kompatiblen Kamera-Modellen direkt steuern, was Zeit, Geld und gleichzeitig auch Platz spart und die Komplexität des Systems verringert. Falls die Beleuchtung bereits vorhanden ist, kann mit dem Basler SLP Controller eine ebenso einfache wie flexible Integration gewährleistet werden. Die Steuerung erfolgt dabei über die pylon Camera Software Suite, wobei auch Strobing- oder Overdrive-Funktionen gesteuert werden können, um immer eine perfekte Synchronisation mit der Basler-Kamera zu gewährleisten.

Basler pylon Camera Software Suite

Ein wichtiges Puzzle-Stück für ein einfach zu integrierendes und robustes Kamera-System ist die pylon Camera Software Suite. Diese ist sowohl für Windows als auch für MacOS, Android und gewisse Linux-Versionen kostenlos erhältlich und bietet viele wertvolle Features für Integration und Tests. Es werden alle gängigen Programmiersprachen unterstützt wie z. B. C, C++, C# und .NET und diese sind auch dokumentiert.

Egal, welche Schnittstelle die Kamera hat, diese werden immer über dieselbe Software gesteuert, was auch den Support einfacher macht. Es können sogar Framegrabber wie z. B. CoaXpress direkt darin parametriert werden. Das Programmieren ist ebenfalls extrem effizient, was konkret bedeutet, dass bis zu 40% weniger Programmiercode notwendig sind verglichen mit anderen Produkten, was die Inbetriebnahme solcher Installationen deutlich vereinfacht, eine kürzere Integrationszeit ermöglicht und damit einen schnelleren Markteintritt.

Fazit

Das Ökosystem von Basler ermöglicht die einfache und schnelle Inbetriebnahme von verschiedenen modularen Komponenten wie Kameras, Beleuchtungen und Framegrabbern über die zentrale Software pylon. Das grosse Sortiment dieser Komponenten ermöglicht es Kunden, schnell eine Auswahl an Produkten aus diesem Baukasten-System zu treffen und diese dann mit derselben Oberfläche einzurichten.

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