VisualApplets Embedder

Flexible Kameras durch eingebettete FPGA-Programmierung

Die Zukunft gehört der „embedded Vision“ – also einer vernetzten, dezentralen Bildverarbeitung von Hard- und Software in einem Gehäuse. Mit VisualApplets Embedder ist dies schon heute realisierbar. Die Lösung für Echtzeit-Bildverarbeitung in FPGA-Geräten wie z.B. Industriekameras ist einfach zu integrieren und bedienen. Endkunden und Hersteller von Bildverarbeitungs-Hardware programmieren mit Embedder auf ihre Anwendungen und Branche zugeschnittene Software-Applets in kurzer Zeit direkt auf dem FPGA des Geräts.

VisualApplets 3 Embedder

Dazu nutzen sie als Basis von Embedder die grafische Entwicklungs-Umgebung VisualApplets ohne eine aufwändige Hardware-Beschreibungssprache einzusetzen. 2006 wurde sie mit dem Innovationspreis VISION Award ausgezeichnet. Mit VisualApplets entwickeln sie eine unbegrenzte Zahl individueller und branchenspezifischer Bildverarbeitungs-Anwendungen als Applet-Designs.

Baumer LX VisualApplets Kamera

Auf dem Weg zur Anwendungskamera (Foto: Baumer GmbH)

Um ein Applet-Design zu erstellen, kombinieren sie per Drag & Drop Operatoren, welche über 200 Bildverarbeitungsfunktionen abbilden, flexibel zu einem Datenfluss-Modell. Dieses wird zu einem Programmcode (Bitstream) synthetisiert, aus dem der FPGA konfiguriert wird. VisualApplets unterstützt Anwender mit einzigartigen Werkzeugen zur automatischen Fehlererkennung, -anzeige und -korrektur sowie einer intuitiven, bildbasierten High-Level-Simulation.
VisualApplets ermöglicht es, Standard-Designs zu nutzen, eigene Bildverarbeitungs-Designs als Datenfluss-Modelle zu erstellen oder für Kundengruppen zu individualisieren.

Auf der Hardwareseite ermöglicht es Embedder, nach der initialen Implementierung das Integrationsdesign schnell an neue Geräte anzupassen und über Bildverarbeitungs-Designs unterschiedliche Produktlinien aufzubauen. Embedder macht FPGA-Geräte somit intelligent und verringert deren Time-to-Market erheblich. Diese innovative „embedded Vision“-Lösung ist am Markt angekommen und wurde als integrativer Bestandteil der Baumer LX VisualApplets-Kameraserie mehrfach ausgezeichnet.
Mehrfache Auszeichnung für Embedder in Baumer LX VisualApplets-Kameras

Entwicklung komplexer Anwendungen direkt auf dem Gerät

Vorhandene Hardware von Geräten lässt sich einfach mit der embedded VisualApplets-Technologie ausrüsten, sodass ein großer Teil der Bildvorverarbeitung ressourcenschonend bereits auf dem FPGA des Geräts berechnet wird. Neben Bildverarbeitungs-Lösungen ist es ebenso möglich, Datensignale mit VisualApplets zu programmieren und zu verarbeiten. Signaleingänge und -ausgänge sowie Verbindungen zu externer digitaler Peripherie, wie zu SPS-Steuerungen, Beleuchtung, Drehgebern und anderen Steuergeräten, sind mit VisualApplets direkt im Gerät programmierbar.

VisualApplets Embedder

VisualApplets Embedder integriert in FPGA-Geräte wie Kameras

VisualApplets kontrolliert den Implementierungs-Ablauf von Embedder. Wurde der Installationsaufwand für eine Hardware-Plattform durchgeführt, ist mit der Entwicklungs-Umgebung beliebig oft jede Art von Bildverarbeitungs-Design zu erstellen. Die Designs lassen sich dann sehr einfach für neue Geräteplattformen anpassen oder über die Benutzeroberfläche von VisualApplets auf konforme Geräte portieren. Hersteller von FPGA-Geräten können ihren Kunden erlauben, selbst Anwendungen auf den Geräten zu programmieren.
Bei der Installation wird die neue Embedder-Plattform in eine vorinstallierte Version von VisualApplets integriert. Eine beliebige Anzahl von Embedder-Plattformen lässt sich so zu VisualApplets hinzufügen. Lesen Sie mehr über die Installation von Embedder in unserem White Paper.

Mit Embedder den Mehrwert von FPGA-Geräten in der Bildverarbeitung erhöhen

Ihre wirtschaftlichen Vorteile

Die Hardware von Drittgeräten wie Kameras lässt sich einfach mit der embedded VisualApplets-Technologie ausrüsten. Die Bildvorverarbeitung findet größtenteils auf dem FPGA des Gerätes statt.

Vorverarbeitungs-Aufgaben in Echtzeit wie Bildverbesserung, Datenreduktion und Prozessüberwachung steigern den Durchsatz und reduzieren die Systemkosten.

Ein- und Ausgänge sowie Verbindungen zu weiteren externen digitalen Schnittstellen, wie SPS-Steuerungen, Beleuchtung und anderen Geräten, lassen sich mit Embedder integrieren und mit VisualApplets direkt vom        Drittgerät aus programmieren.

Expertenwissen in der FPGA Hardware-Programmierung ist nicht erforderlich, da die grafische Entwicklungsumgebung VisualApplets eine intuitive Programmierung der FPGAs über Datenfluss-Modelle         erlaubt. Dies macht Embedder für Endanwender-Programmierungen interessant.

Dank der Programmierbarkeit der FPGA-Geräte bleiben Hersteller und Endanwender flexibel bei geänderten Anforderungen.

Endanwender profitieren von einem besseren Know-how-Schutz, da sich die Bildverarbeitungs-Funktionen unabhängig vom Kamerahersteller umsetzen lassen.

Wir es funktionieren kann, durch VisualApplets Embedder den Durchsatz zu steigern, den Systemaufbau zu vereinfachen und die Systemkosten zu senken, zeigt der Kamerahersteller Baumer, der die Lösung in seinen LX VisualApplets Kameras mit integrierter Bildvorverarbeitung einsetzt, in diesem Video.

Embedder erschließt Herstellern von Kameras und Bildverarbeitungs-Geräten in kurzer Zeit den Zugang zu neuen Märkten und Geschäfts-Möglichkeiten. Anwender erhalten „intelligente“ Geräte, die ihnen ein Höchstmaß an Flexibilität und Investitionssicherheit gewähren.

Für Kamerahersteller

  • Mit Smart Cameras haben Sie die Möglichkeit, neue Kundensegmente zu erschließen, deren Anforderungen über Off-the-Shelf und herkömmliche OEM-Lösungen weit hinausgehen
  • Ihren Kunden wird der Mehrwert geboten, Kameras in einem vorgegebenen Rahmen selbst zu programmieren ohne eine Supportfalle zu öffnen
  • Mit VisualApplets lässt sich Ihre eigene, interne Entwicklung beschleunigen, um Kameraserien mit erweiterten Zusatzfunktionen anzubieten
  • VisualApplets können Sie zur Beschleunigung Ihrer eigenen, internen Entwicklung nutzen, um Kunden eine Kamera mit anwendungsspezifischen Zusatzfunktionen anzubieten
  • Einmal entwickelte Anwendungen lassen sich auf unterschiedliche Kameraserien portieren

Für Anwender

  • Die eigenen Bildverarbeitungsdesigns passen Sie schnell und flexibel an Ihre jeweiligen Marktanforderungen an
  • Erweiterungen der Kamerafunktionalität nehmen Sie selbst mit geringem Aufwand und ohne Hardware-Programmierkenntnisse vor
  • Die zu übertragende und auszuwertende Bilddatenmenge lässt sich durch Vorverarbeitung reduzieren, um den PC bei der finalen Auswertung zu entlasten
  • Infolge der Datenreduktion erhöhen sich die Robustheit der Bildauswertung und die Inspektionsgeschwindigkeit deutlich
  • Durch die geringere Datenmenge können Sie alternativ auch kostengünstige Schnittstellen wie zum Beispiel Gigabit Ethernet einsetzen
  • Die Intellectual Property lässt sich durch ein ausgereiftes Verschlüsselungssystem sichern. Der FPGA ist gegen das Auslesen der Inhalte geschützt und ein Daten-Hacking mit Reverse-Engineering wird nahezu unmöglich.