Alecs Smart-Kameras

Die Auswahl sollte mit dem erforderlichen Spektralbereich, der räumlichen Auflösung und der Bildrate bei voller Auflösung beginnen. Für Inspektionsaufgaben im sichtbaren oder nahinfraroten Bereich bietet der G1-510 5,1 MP mit bis zu 81 fps, während der G1-1242 12,4 MP mit bis zu 40 fps liefert. Für VSWIR-Anwendungen stehen bei GenICam-Zugriff Auflösungen von 0,3 MP mit bis zu 249 fps bis 5,3 MP mit bis zu 84 fps zur Verfügung. Alle aufgeführten Modelle arbeiten mit Global Shutter und eignen sich damit für bewegte Objekte, bei denen Rolling-Shutter-Verzerrungen unerwünscht sind. Die endgültige Auswahl sollte anhand von Sichtfeld, minimal erkennbarer Merkmalsgröße, Belichtungszeit, Wellenlänge der Beleuchtung und der Verarbeitungslast des vorgesehenen Algorithmus überprüft werden.

Die NX16-Option bietet 16 GByte RAM und umfasst sowohl einen Deep Learning Accelerator als auch einen Programmable Vision Accelerator. Sie unterstützt Zielleistungsmodi mit 15 W und 25 W und ist damit die passendere Wahl für anspruchsvolle neuronale Netze, parallele Verarbeitung oder rechenintensive Bildverarbeitungspipelines. Nano8 bietet 8 GByte RAM, nutzt CPU- und GPU-Ressourcen ohne dedizierte DLA- oder PVA-Hardware und unterstützt Zielleistungsmodi mit 7 W und 15 W. Die Nano8-Konfiguration ist für die sichtbaren Modellfamilien G1-510 und G1-1242 verfügbar, während die aufgeführten VSWIR-Modelle NX16 verwenden. Vor der Auswahl der Prozessorkonfiguration sollten Entwickler Modellgröße, Speichernutzung, Inferenz-Framework und thermische Bedingungen miteinander vergleichen.

GenICam für CSI-2 eignet sich für Anwendungen, die einen strukturierten Zugriff auf Kamerafunktionen wie Belichtung, Verstärkung, Binning, Bildkorrektur, Trigger, Zähler und Benutzersets erfordern. V4L2 ist sinnvoll, wenn die Softwarearchitektur bereits auf Linux-Videotools, GStreamer oder OpenCV basiert und nicht den vollständigen Funktionsumfang von GenICam benötigt. Die Zugriffsart kann sich bei VSWIR-Modellen auch auf die verfügbare interne Bildrate auswirken; so erreicht das G1-030 beispielsweise über GenICam bis zu 249 fps und über andere Zugriffsarten 132 fps. Direct Register Access bietet eine weitere Möglichkeit für eine Integration auf niedrigerer Ebene. Die Zugriffsmethode sollte daher früh festgelegt werden, da sie Leistung, Funktionsumfang und Anwendungsarchitektur beeinflusst.

Der IP67-Schutz gilt, wenn die Kamera mit korrekt montiertem Objektivtubus aufgebaut ist und jeder Anschluss mit einer geeigneten Schutzkappe verschlossen oder mit einem korrekt gesicherten Kabel versehen ist. Die Verriegelungshülsen müssen innerhalb des angegebenen Drehmomentbereichs angezogen werden, und Kabel von Drittanbietern sollten hinsichtlich der erforderlichen Schutzart geprüft werden. Der Objektivtubus ist Teil des Dichtungskonzepts. Daher bietet der Betrieb der Kamera mit offenem C-Mount nicht die vollständige IP67-Konfiguration. Auch die Objektivabmessungen müssen innerhalb der Grenzen des gewählten Tubus von 32, 49 oder 70 mm Länge und 46 mm Breite bleiben. Bei der Installationsplanung sollten deshalb Objektiv, Objektivtubus, Kabelabdichtung und Anschlusszugang als ein zusammenhängendes mechanisches System betrachtet werden.

Die Kamera verfügt über zwei optisch isolierte Eingänge, zwei optisch isolierte Ausgänge, einen dedizierten Trigger-Eingang, einen Strobe-Ausgang und eine RS485-Schnittstelle. Die Opto-Eingänge erkennen einen High-Pegel von 3,0 bis 24,0 VDC und einen Low-Pegel von 0 bis 1,0 VDC, während die Open-Emitter-Ausgänge auf 10 mA begrenzt sind. Die Kamera selbst benötigt eine Versorgung mit 24 VDC bei einer Toleranz von ±10 %, daher dürfen Signalspannungen und Versorgungsspannung nicht als austauschbare Grenzwerte behandelt werden. Ein separater Beleuchtungsanschluss kann ein kompatibles Ringlicht steuern und versorgen oder über eine geeignete Kabelkonfiguration separat versorgte Beleuchtung ansteuern. Wenn der Beleuchtungsstrom 700 mA überschreitet, ist der Strobe-Betrieb auf 50 ms und einen Tastgrad von 10 % begrenzt.

Die Plattform unterstützt kunden­spezifische Linux-Anwendungen in C#, C++ oder Python sowie Software auf Basis von eVision oder kompatiblen Machine-Vision-Paketen von Drittanbietern. Auf den vorinstallierten eVision Web Demonstrator kann über einen Browser zugegriffen werden. Er umfasst Werkzeuge für Barcode-Lesen, QR-Code-Verarbeitung, OCR und die Auswertung von Deep Learning, ohne dass zunächst Anwendungscode geschrieben werden muss. Eine 30-tägige Evaluierungslizenz wird aktiviert, sobald erstmals ein eVision-Verarbeitungstool verwendet wird. HALCON 26.05 oder höher kann für die aarch64-Architektur ebenfalls installiert werden, vorbehaltlich der jeweiligen Paket- und Lizenzanforderungen. Bei der Planung der Bereitstellung sollten Entwickler Bibliotheksversionen, Remote-Entwicklung, Lizenzmanagement, BSP-Updates und Wiederherstellungsverfahren berücksichtigen.

Alle aufgeführten Modelle verwenden einen C-Mount mit einem Auflagemaß von 17,526 mm und einem maximal zulässigen Objektivüberstand von 13,6 mm. Die Konfigurationen LT4632, LT4649 und LT4670 sind für Objektive mit einer Länge von bis zu 32, 49 bzw. 70 mm bei einer maximalen Breite von 46 mm ausgelegt. Filter, Zwischenringe, Feststellschrauben und Änderungen der Objektivlänge beim Fokussieren müssen bei der Prüfung dieser Grenzwerte berücksichtigt werden. Bei Weitwinkelobjektiven kann hinter einem Objektivtubus Vignettierung auftreten. Deshalb sollte die optische Validierung die komplette Einheit aus Objektiv und Schutzfenster einbeziehen. Der gewählte Tubus muss außerdem zur erforderlichen Schutzart, zum Sensorformat, zur Objektivauflösung und zu einer gegebenenfalls geplanten Ringlichtmontage passen.

Sie kann einen externen PC ersetzen, wenn die erforderlichen Erfassungs-, Verarbeitungs- und Entscheidungsaufgaben innerhalb der gewählten Jetson Orin Konfiguration umgesetzt werden können. Bilder lassen sich lokal erfassen, vorverarbeiten und analysieren; Entscheidungen oder reduzierte Ergebnisdaten werden anschließend über das 1000BASE-T-Netzwerk oder digitale I/O übertragen. Das ist besonders relevant, da der interne CSI-2-Pfad bis zu 5,7 Gbit/s unterstützt, während die externe Übertragung über Ethernet auf 1 Gbit/s begrenzt ist. Die Verarbeitung der Bilder vor der Netzwerkübertragung kann daher die Datenmenge reduzieren, die das Gerät verlassen muss. Bei der Machbarkeitsbewertung sollten Ausführungszeit des Algorithmus, Modellspeicher, Speichernutzung, thermische Last, Netzwerkverkehr und die vom Maschinencontroller geforderte Reaktionszeit berücksichtigt werden.