‚Open Hardware Konzept‘

created on 05.02.2012

Freier Kamera-Zugang fürs eigene Know-how

Das neue ‚Open Hardware Konzept‘ von Visiosens und FRAMOS öffnet Anwendern neue Wege zu Produktinnovationen. Auf der Plattform können sie frei das eigene Know-how in Form von Algorithmen ohne Einschränkung bereits in die Kamera implementieren und so auf der Basis von Qualität und Erfahrung des Herstellers eigenen Mehrwert generieren.

Die Anforderungen an Kameras durch die On-Board Bildverarbeitung steigen stetig. Bisherige Kamerafamilien, die in erster Linie auf Standardisierung ausgerichtet sind, kommen damit an die Grenzen ihrer Einsatzmöglichkeiten. Das neue ‚Open Hardware Konzept‘ von Visiosens und FRAMOS dagegen setzt auf maximale Individualisierbarkeit und gibt Anwendern damit die Möglichkeit, vorhandene Ressourcen variabler und besser auszuschöpfen. Aus Anwendersicht liegen die Schwerpunkte dabei in den Bereichen Bildverbesserung (z.B. Farbkorrektur, Rauschminderung, HDR,…), Bildvorverarbeitung (z.B. Binarisierung, Debayering), Datenreduktion (Komprimierung, Bildausschnitte,..) sowie in Erkennungsaufgaben (Objekterkennung, Mustererkennung,..). Neben leichter Integration setzt das neue Konzept vor allem Akzente in der freien Programmierbarkeit sowie in der Verwendung von bestehender IP (Intellectual Property) und IP von Drittanbietern.

Abbildung 1: VF Kamera Serie

„Genau auf diese Anforderungen ausgerichtet, bietet die Erweiterung unserer bewährten VF-Familie um das ‚Open Hardware Konzept‘ eine maximale Anwendungsqualität. Die Effizienz nimmt deutlich zu dank der direkten Verfügbarkeit des Kunden-Know-hows in der Kamera“, betont Lutz Brekerbohm, Geschäftsführer bei Visiosens.

Die Basis hierzu stellt ein Xilinx Spartan 6 (LX45T) FPGA mit angebundenem  DDR2 Speicher (128MB). Beide sind im Auslieferzustand ungenutzt. Sie können durch den Kunden individuell eingesetzt und via JTAG oder SDK (Kamerainterface) programmiert werden. Die Entwicklung des FPGA-Designs kann hierbei uneingeschränkt in der vom FPGA-Hersteller Xilinx bereitgestellten und bewährten Entwicklungsumgebung stattfinden.

Abbildung 2: Open Hardware Konzept

„Darin liegt der entscheidende Fortschritt“, so Brekerbohm. „Steht dem Anwender das Processing Board vollständig zur Verfügung, so bleiben die Grundfunktionen wie Sensorparametrierung und Interfacing, die von einer Kamera erwartet werden, hiervon unberührt. Anpassungen oder Kompromisse mit den Einstellungen seitens des Kameraherstellers sind nicht mehr erforderlich.“

Abbildung 3: Processing-Board

Abbildung 4: VF-Kamera mit und ohne Processing-Board

Das Bauprinzip ist denkbar einfach: Zwischen den Sensor als Frontend und das Interface als Backend kann ein drittes Board mit dem frei programmierbaren FGPA platziert werden. Standardisierte Basis-IP-Cores für die Anbindung von Frontend und Backend ermöglichen es dem Anwender, sich auf die Integration seiner Algorithmen zu konzentrieren. Selbst ein späterer Wechsel der Schnittstelle oder des Bildsensors sind ohne Änderung der Algorithmen möglich. Auf Wunsch können zudem kundenspezifische Bildsensoren und Schnittstellen integriert werden. „Die beliebige Erweiterbarkeit des Systems ist ebenfalls ein entscheidender Beitrag zu mehr Individualität und mehr Produktivität“, so Brekerbohm.

Für Designs, die bei der Entwicklung den Einsatz eines Entwicklungsboards von Xilinx erfordern, steht optional ein Adapter bereit. Über die standardisierten Schnittstellen besteht so die Möglichkeit, alle Boardvarianten der VF-Plattform mit dem Entwicklungsboard von Xilinx zu verbinden.

Das ‚Open Hardware Konzept‘ erlaubt dem Kunden somit eine modulare Weiterentwicklung seiner Produkte. Ausgehend von einer der bewährten VF-Kameras kann er durch Einfügen von Processing-Boards schrittweise die Kapazitäten und Features ausweiten. Überdies lässt sich damit sicherstellen, dass für alle Anwendungen innerhalb eines Unternehmens mit der gleichen Software gearbeitet wird. Damit lassen sich Systembrüche und Störungen nachhaltig vermeiden.

'Open Hardware Konzept' VFx-P