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Wie “Perceptual Computing” eine völlig neue Klasse Imaging-Anwendungen ermöglicht

Wie “Perceptual Computing” eine völlig neue Klasse Imaging-Anwendungen ermöglicht

3D-Sensing-Technologie ist der Schlüssel zu natürlicher und intuitiver Mensch-Maschine-Interaktion. “Perceptual Computing” stattet Maschinen mit menschlichen Sinnen sowie Intelligenz aus und ermöglicht es ihnen, zu fühlen, zu verstehen, mit ihrer Umgebung zu interagieren und stetig dazu zu lernen. Die berührungslose Bedienung von Geräten durch Eye-Tracking sowie Gesten- und Gesichtserkennung ermöglicht eine ganz neue Art von Konsumgütern, Sicherheitsmerkmalen und industriellen Lösungen. Mit ausgereifter Technik, erschwinglichen Preisen und dem entsprechenden Marktbedarf ist die 3D-Sensing-Technologie jetzt reif für den Sprung in den Massenmarkt und erschafft spannende Zukunftstechnologien.

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Mit Perceptual Computing werden neue intelligente Anwendungen für Drohnen, Consumer-Geräte sowie Industrie- und Heimroboter möglich. Kaffeemaschinen können Benutzer und ihre Trinkvorlieben erkennen und identifizieren. Menschen können Geräte mit Gesten bedienen, auf eine Art und Weise wie sie normalerweise mit anderen Menschen interagieren. Reinigungsroboter sind fähig, ihre Umgebung zu analysieren und damit die Wohnung auf intelligente Weise zu reinigen, Hindernisse zu umfahren und dabei das Aufsaugen von Wertgegenständen, wie z. B. Ohrringen, zu vermeiden. Durch Perceptual Computing wird Virtual und Mixed Reality (VR / MR) im Bereich Gaming und der virtuellen Zusammenarbeit unterstützt, indem reale und künstliche Objekte intuitiv verschmelzen. 3D-Sensing ermöglicht es Industrierobotern, wie Menschen Gegenstände zu greifen und abzulegen sowie während dieser Bewegung Zusammenstöße zu verhindern. Dadurch wird die Mensch-Maschine-Interaktion sehr effektiv und selbstverständlich. Drohnen können Menschen folgen und Hindernisse erkennen. Überwachungs- und Sicherheitsanwendungen können mit Hilfe vielfältiger Technologie- und Datennutzung zur Navigation, Kontrolle und Interpretation einer Vielzahl von Situationen herangezogen werden.

Neue 3D-Sensing-Produkte wie beispielsweise die Intel® RealSense™ Technologielinie verbessern Perceptual Imaging-Anwendungen und heben Embedded Vision auf eine völlig neue Ebene. Die Intel® RealSense™ Technologie basiert auf Stereo-Vision. Dabei werden zwei Kamerabilder im Infrarotbereich aufgenommen und anschließend nach identischen Pixeln auf beiden Bildern gesucht. Über den Abstand zwischen den beiden Sensoren wird trianguliert und somit die Tiefeninformation des betreffenden Pixels bestimmt. Mit dieser Technologie können OEMs und Vision Engineers  menschenähnliche 3D-Wahrnehmung in ihren Anwendungen implementieren, ohne dass eine komplette Neuentwicklung erforderlich ist. Imaging- und Vision-Experten, wie beispielsweise spezialisierte Distributoren und Systemintegratoren, können Kunden dabei unterstützen, die 3D-Sensing-Technologie zu nutzen, um zukunftsweisende Anwendungen umzusetzen und Maschinen sehen und denken zu lassen.

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Die Intel® RealSense™ Technologie umfasst eine Serie von Komponenten, die – in Geräte oder Maschinen integriert – diesen ermöglichen, zu “verstehen” und mit der Umgebung dreidimensional zu interagieren. Die Serie zeichnet sich durch kompaktes Design aus und bietet dank eines speziellen Vision-Prozessors eine hohe Tiefenerfassungsqualität. Der Stromverbrauch ist optimiert und die Plattform unterstützt schnelle Anbindung via USB. Die Produktlinie umfasst einen Vision-Prozessor mit verbesserten Tiefenfunktionen, verschiedene Tiefenmodule sowie -kameras und ein optimiertes Software Development Kit (SDK).

Innovative und zukunftsweisende Applikationen

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Mit den neuen Out-of-the-Box-Kits profitieren Imaging und Vision Ingenieure von direkt einsatzbereiten Komponenten, mit denen sie ihre Anwendungen 3D-fähig machen können. Lange Entwicklungszyklen lassen sich so minimieren und die Markteinführungszeit deutlich verkürzen. Beispielsweise können die Intel® RealSense™ Tiefenkameras der Serie D400 unkompliziert per USB zu vorhandenen Prototypen hinzugefügt werden. Hohe Bildauflösung, hohe Bildraten und der integrierte Infrarot-Projektor unterstützen innovative Anwendungen für Indoor- und Outdoor-Umgebungen, wo typische 3D-Lösungen bisher scheiterten. Für Vision-Ingenieure vereinfacht sich die Entwicklung durch das SDK deutlich. Die Tiefendaten werden vom integrierten Prozessor erstellt und können direkt von der Kamera an die ausgewählte Auswertungs-Plattform weitergeleitet werden. Das Intel® RealSense™ SDK ist u.a. für Windows OS und Linux verfügbar. Es bietet Beispielcodes, Debugging-Tools und Auswertungsprogramme zur Beschleunigung von Vision-Projekten.

Tiefenmodule und Vision-Prozessoren bieten sofort einsatzfähige Lösungen für eine schnelle Produktentwicklung und Integration. Diese Möglichkeiten gestalten Perceptual Computing für OEMs und Produkthersteller so einfach wie möglich, beispielsweise bei VR / MR-Anwendungen, in der Industrierobotik, Heimrobotik oder für Drohnen und die intelligente Überwachung. Aus einer Vielzahl von verfügbaren Tiefenmodule können Vision-Ingenieure nach ihren spezifischen Anforderungen und der exakten Applikation auswählen. Die Produkte der Intel® RealSense™ Linie unterscheiden sich bspw. anhand Spezifikationen wie IR-Projektor, Sichtfeld und Shutter-Typ . Falls eine tiefere Integration notwendig ist, können die Intel® Vision-Prozessoren mit kundenspezifischen Kameras und Boards integriert werden. Die Intel® RealSense™ ASICs berechnen anhand der von mehreren Kameras eingehenden Raw-Bildströme hochauflösende 3D-Tiefenkarten, ohne dass hierfür ein eigener Grafik- oder Hostprozessor benötigt wird. Diese integrierte Lösung kann den Hostprozessor des Systems deutlich entlasten.

Die neue Normalität

Perceptual Computing basierend auf der 3D-Tiefenerfassungstechnologie wird schnell in den verschiedensten Produkten, Geräten, Unterhaltungsangeboten, industriellen Applikationen sowie in bislang noch unbekannten Lösungen Einzug halten. Diese Technologie verbindet das Erfassen von Information mit deren Interpretation. Grundvoraussetzung dafür ist die Sensortechnologie, die einer Maschine in 2D und 3D Bilddaten liefert. Dahinter muss dann ein Prozessor folgen, der diese Daten auswertet und Entscheidungen trifft. Je nach Anwendung kann dies eine GPU, ein FPGA oder ein ASIC sein. Intelligente Algorithmen, die bspw. Objekte, Gesten oder Gesichter erkennen, können auf diesen Plattformen implementiert werden. Im industriellen Umfeld können Fertigungs- und Transportprozesse überwacht und anschließend optimiert werden. Industrielle Roboter können geführt werden, und auf ihre Umwelt, bspw. auf eine Person die sich in den Fertigungsbereich bewegt, reagieren und Verletzungsrisiken abwenden. Durch Perceptual Computing wird für Endkunden ein reales und natürliches Benutzererlebnis auf ein neues Level gehoben. Vision-Entwickler werden mit der schnellen und leistungsstarken Technologie in die Lage versetzt, diese Anwendungen innerhalb kürzester Zeit zu entwickeln. Out-of-the-Box-Kits wie die Intel® RealSense™ Serie verkürzen die Entwicklungszyklen und Markteinführungszeiten deutlich und können Perceptual Computing als die neue Vision-Normalität von morgen etablieren.

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