IDS Imaging Development Systems

KI-basierte Bildverarbeitung für die Feldebene

15. März 2021, 10:45 Uhr | Inka Krischke

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Produktwechsel auf Knopfdruck

Geräte- und herstellerspezifische Fähigkeiten bleiben über die Rest-Schnittstelle weiterhin eingestellt.
Geräte- und herstellerspezifische Fähigkeiten bleiben über die Rest-Schnittstelle weiterhin eingestellt. Die Verwendung wird hingegen von der OPC-Machine-Vision-Companion-Spezifikation effektiv gekapselt und als zusätzliche Schnittstelle standardisiert. 
© IDS

Die Kameras stellen Bildverarbeitungsaufgaben und deren Ergebnisse über Vision Apps bereit, die ebenso einfach zu verwenden und zu wechseln sind wie Apps auf einem Smartphone. Hardwareseitig wird die Kameraplattform durch einen zur Laufzeit programmierbaren, parallel arbeitenden FPGA unterstützt, der als KI-Beschleuniger viele bereits bekannte Architekturen neuronaler Netze beschleunigt ausführen kann. Durch die schnelle Neukonfiguration des dedizierten Prozessors ergeben sich zusätzlich Vorteile, was Zukunftssicherheit, geringe wiederkehrende Kosten und Time-to-Market betrifft. Zudem ist es möglich, zur Laufzeit in wenigen Millisekunden zwischen mehreren neuronalen Netzen umzuschalten. Durch die OPC-UA-Rezept- und Konfigurationsverwaltung wird die Verwendung der Vision Apps vollständig im Industrienetz abgebildet und ermöglicht damit beispielsweise einen Produktwechsel auf Knopfdruck.

Plug-and-Produce

Heiko Seitz ist technischer Autor bei IDS Imaging Development Systems in Obersulm.
Heiko Seitz ist technischer Autor bei IDS Imaging Development Systems in Obersulm.
© IDS

Geräte-Infos und Ergebnisdaten der unterschiedlichen Vision Apps einer ‚IDS NXT‘-Kamera werden durch die OPC-UA-Device-Informationsmodelle sowie die Companion-Spezifikation für Machine-Vision-Systeme als beliebig erweiterbare Objektstruktur jedem Client offengelegt. Sie können durch dieses Netz navigieren und sich alle erforderlichen Informationen beschaffen – auch für Typen, die ihnen vorher nicht bekannt waren. Damit schafft die einheitliche Kommunikation über OPC UA die Grundlage für ‚Plug-and-Produce‘ neuer Geräte. Somit können die ‚IDS NXT‘-Inferenzkameras aufwandsarm in einem OPC-UA-Netzwerk als Machine-Vision-System eingesetzt werden. 

Schnittstellen-Kombi

Mit einem REST (Representational State Transfer) Webservice bieten die Kameras eine weitere plattformunabhängige Schnittstelle, die eine einfache Vernetzung mit anderen webfähigen Geräteklassen ohne zusätzliche Software oder Gateways basierend auf dem http-Protokoll erlaubt. Zusätzlich bleibt der Webservice die maßgebliche Schnittstelle, wenn es darum geht, die Inferenzaufgaben mit den zugehörigen Einstellungen einzurichten und sie per Rezepte und Konfigurationen in der OPC-Welt bereitzustellen. Denn für diese Geräte- und Hersteller-spezifischen Prozesse stellt die OPC-UA-Spezifikation selbst keine einheitlichen Funktionsaufrufe zur Verfügung, da Bildverarbeitungssysteme kaum vergleichbar sind, was ihre Steuerung, Arbeitsweise und die verwendeten Einstellungen und Daten angeht.

Daraus lässt sich nur schwer ein Standard schaffen, ohne die sehr individuellen Systeme in ihrer Funktionalität zu stark zu beschränken beziehungsweise eine generische Schnittstelle zu stark aufzublasen. So bleiben Alleinstellungsmerkmale für die Gerätehersteller weiterhin möglich und die OPC-UA-Kommunikation schlank und skalierbar. OPC UA wird die Geräte-Schnittstellen also nicht ersetzen, sondern ergänzt die Möglichkeiten im Industrieumfeld. Kamerakonfigurationen und Vision-App-basierte Inferenzaufgaben werden dazu in einem für OPC UA kompatiblen und lesbaren Format abgespeichert.


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