Aktuální vydání

celé číslo

10

2017

Systémy pro řízení výroby, PLM, SCADA

celé číslo

SmartFrameRecall pro efektivní zpracování dat z průmyslových kamer

Na veletrhu Vision 2016 (8. až 10. listopadu 2016 ve Stuttgartu) dominovala až na několik málo výjimek stejná témata jako v předchozím ročníku tohoto veletrhu, který se konal o dva roky dříve: vyšší rozlišení, větší rychlost a nižší cena. Strategie zlevňování však může být úspěšná pouze v krátkodobém výhledu. Společnost Martix Vision sleduje jinou strategii: své průmyslové kamery průběžně modernizuje a doplňuje do nich zcela bezplatně nové funkce. To je velmi přínosné pro zákazníky. Na veletrhu Vision představila funkci SmartFrameRecall a v České republice ji představí na veletrhu Amper, kde bude vystavovat ve stánku V 8.01.

Zpracování obrazových dat probíhá v mnoha průmyslových kamerách stejně. Obrazová data generovaná senzory jsou nejprve seskupena do obrazů, na jejichž základě jsou generovány datové pakety. Tyto datové pakety jsou pak přesunuty do hostitelského počítače. V něm probíhá vlastní zpracování obrazu. Počítač znovu sestavuje obraz z datových paketů a tam, kde je to vhodné, detekuje výrazné body, deskriptory. Oblast obrazu pak může být zmenšena a může zahrnovat pouze charakteristické body (tzv. oblast zájmu – Area of Interest). Tím se zpracování obrazu urychlí.

Menší oblast zájmu znamená méně vyhrazené paměti a rychlejší zpracování dat. Až potud je vše v pořádku. Avšak ačkoliv je analyzována jen malá oblast obrazu, která často ani není obsažena ve všech snímcích, jsou přenášena veškerá obrazová data.

To nemusí nutně znamenat nějaký problém. V důsledku stále rostoucího rozlišení a frekvence se však úzkým místem stává dostupná šířka pásma, zejména jsou-li snímky pořizovány několika kamerami současně. A to ještě není vše, hostitelský počítač musí zpracovávat velké množství dat, což vyžaduje použití nejmodernějších typů PC, které zároveň spotřebovávají hodně energie. To jsou vlastně zbytečné náklady a obrovské plýtvání zdroji, protože mnoho z těchto dat může být uchováno v inteligentní průmyslové kameře. A právě takto k uvedenému problému přistupuje funkce SmartFrameRecall od společnosti Matrix Vision.

Podstata funkce SmartFrameRecall

Průmyslové kamery od Matrix Vision jsou vybaveny hradlovým polem FPGA a vestavěnou obrazovou pamětí. Pokud jsou správně používány, mohou být základem pro mnoho inteligentních funkcí. Pomocí SmartFrameRecall vygeneruje pole FPGA malé náhledové snímky se sníženým rozlišením (thumbnails), které jsou opatřeny identifikačním číslem a přesunuty do hostitelského počítače. Zároveň jsou odpovídající obrazy v plném rozlišení uloženy do paměti kamery, která je nastavena jako vyrovnávací paměť typu FIFO (first in first out). Náhledové snímky jsou analyzovány programem v hostitelském počítači. Je-li pro zpracování třeba některý snímek v plném rozlišení, program vyšle požadavek a tento snímek je přesunut do stejného toku dat jako náhledové snímky. Navíc je program schopen rozeznat tzv. Region of Interest (ROI) a zajistit, aby pole FPGA přeneslo pouze relevantní oblast původního snímku.

Výhody funkce SmartFrameRecall

Výhody jsou zřejmé. Funkce SmartFrameRecall umožňuje výrazně zvětšit šířku pásma a frekvenci snímků a současně snížit zatížení CPU hostitelského systému. Zároveň také snižuje spotřebu energie a potřebu kabelů. Ohledně posledně jmenované výhody – kamery se dvěma rozhraními pro gigabitový Ethernet (Dual GigE) mohou být připojeny prostřednictvím switche jediným kabelem. Bez funkce SmartFrameRecall by každá kamera vyžadovala vlastní připojení k hostitelskému počítači.

Dostupnost funkce SmartFrameRecall

Funkce SmartFrameRecall pro kamery s dvojím rozhraním GigE od Matrix Vision a se senzory CMOSIS a Pregius od společnosti Sony (IMX) je dostupná po instalaci ovladače GenTL Acquire ve verzi 2.18.0. Teoreticky je možné použít jiné způsoby přenosu dat, jako je USB 3.0. Jakmile je ovladač instalován, firmware kamery se aktualizuje a teprve poté je možné používat nové inteligentní funkce. Vše je popsáno v uživatelské příručce a v dokumentaci jsou uvedeny příklady programování.

Závěr

Z hlediska konkurence, zvláště z Číny, kde je výroba výrazně levnější, nabývají na důležitosti výrobky inteligentní koncepce, které se svými přínosy jasně odlišují od jednoduchý kamer. Společnost Matrix Vision se soustřeďuje na neustálé zdokonalování svých kamer a poskytuje svým zákazníků skutečné výhody stále kvalitnějším zaváděním nových funkcí. To vše je poskytováno bezplatně. Již existující kamery od firmy Matrix Vision je možné doplnit o funkci SmartFrame Recall pouhou aktualizací firmwaru.

 Ulli Lansche, Matrix Vision

Obr. 1. Kamera Matrix Vision s dvojím rozhraním pro gigabitový Ethernet

Obr. 2. Postup při zpracování dat využitím SmartFrameRecall