Computer für maschinelles Sehen

Maschinelles Sehen (MV) ist die Integration von Hardware und Software, die Computer bei der Entscheidungsfindung durch die Analyse von Videos und Bildern unterstützt. In der Fertigung wird MV häufig in Produktionslinien zur automatischen Inspektion in jeder Produktphase eingesetzt. MV findet auch Anwendung in der High-End-Überwachung/Sicherheit, der biomedizinischen Bildgebung und sogar in der bildgesteuerten Robotik/Fahrzeugtechnik. Dank Fortschritten in der Bildverarbeitungstechnologie sind Maschinen zunehmend in der Lage, komplexere Funktionen zu erfüllen und so die strategischen Ziele der Industrie zu erreichen.

Alle MV-Computer bestehen aus zwei Hauptkomponenten: einer Hardwareplattform und einer Bildverarbeitungssoftware. Die Hardwareplattform ist der Computer, der mit verschiedenen Geräten wie Kameras, Aufnahmekarten und Datenerfassungsmodulen zusammenarbeitet, um Videos oder Bilder aufzunehmen. Sobald das Zielvideo oder -bild erfasst ist, wird es von der Bildverarbeitungssoftware verarbeitet, die je nach Ergebnis eine Aktion oder Funktion auslöst. Aufgrund der Vielzahl an Kameras, Bewegungssteuerungen und anderen für MV benötigten Geräten ist es entscheidend, dass die Hardwareplattform erweiterbar ist und mehrere PCI/PCIe-Erweiterungskarten unterstützt. Die meisten MV-Computer werden in widrigen Umgebungen eingesetzt, daher muss die gesamte Plattform so konstruiert sein, dass sie extremen Temperaturschwankungen, variierenden Spannungspegeln sowie starken Stößen und Vibrationen standhält.

• Arbeitslastkonsolidierung: Bildverarbeitungscomputer verfügen über die Rechenleistung, mehrere Aufgaben gleichzeitig zu erledigen, wodurch der Hardwarebedarf reduziert wird.
• IoT-Konnektivität: Umfangreiche kabelgebundene I/O- und drahtlose Verbindungstechnologien integrieren ältere und hochmoderne Geräte sowie Datenübertragungen aus entfernten und mobilen Umgebungen.
• Zuverlässigkeit: Intelligentes Design und robuste Eigenschaften schützen Bildverarbeitungscomputer vor den rauen und anspruchsvollen physikalischen Einflüssen, denen in einer Vielzahl industrieller Umgebungen begegnet wird.
• Skalierbarkeit: Dank des modularen Designs von Bildverarbeitungscomputern sind austauschbare Erweiterungsoptionen möglich.
• Sicherheit: Trusted Platform Modules (TPM) gemäß TPM 2.0-Standard ermöglichen Hardware-Boot-Sicherheit, Verschlüsselung und Cybersicherheitsschutz.
• Intelligente Automatisierung: Leistungsstarke Optionen zur visuellen Datenverarbeitung und Leistungsbeschleunigung ermöglichen Echtzeit-Inferenzanalyse und maschinelles Lernen für eine umfassendere, datengesteuerte Autonomie am rauen Edge.

Allgemeine Computer Vision unterscheidet sich von maschineller Bildverarbeitung durch eine Hardwareplattform, die für den rauen Einsatz in industriellen Umgebungen konzipiert ist. Drei kritische Elemente sind für den ordnungsgemäßen Betrieb eines Systems in einer Fabrikumgebung erforderlich: 1) ein breiter Betriebstemperaturbereich, 2) hohe Stoß- und Vibrationsfestigkeit und 3) Schutz vor Spannungsspitzen.

• Breiter Betriebstemperaturbereich

Durch die Verwendung eines lüfterlosen und kabellosen Designs in Verbindung mit der Auswahl eines Hochleistungsprozessors mit niedriger TDP können wir sicherstellen, dass der Computer im Temperaturbereich von -25 °C bis 70 °C (-13 °F bis 158 °F) zuverlässig arbeitet.

• Hohe Stoß- und Vibrationsfestigkeit

Das System zeichnet sich durch eine robuste Konstruktion mit modularem Design und einer einzigen oberen Abdeckung aus und wurde auf Vibrationsfestigkeit (3 Grms) und Stoßfestigkeit (50 G) getestet und validiert.

• Leistungsanteil

Die Stromversorgung in Fabriken kann stark und plötzlich schwanken. Daher ist ein zuverlässiger Stromschutz für alle in solchen Umgebungen betriebenen Computer unerlässlich. Unsere MV-Plattform ist standardmäßig mit Überspannungsschutz (OVP), Überstromschutz (OCP) und Verpolungsschutz (RVP) ausgestattet. Dadurch kann der Computer auch bei unerwarteten Spannungsspitzen kontinuierlich weiterarbeiten.

Je nach Aufgabe und Gegebenheiten im Werk können zusätzliche Geräte oder Erweiterungskarten erforderlich sein. Daher muss ein MV-Computer flexibel erweiterbar sein. Die Premio VCO-Serie bietet bis zu fünf Erweiterungssteckplätze in verschiedenen Kombinationen aus PCI und PCIe. Für eine einfache Installation und Wartung sind alle Computeranschlüsse, einschließlich aller Anschlüsse von Erweiterungskarten, von vorne zugänglich. Das Gerät kann zudem in drei verschiedenen Konfigurationen montiert werden: Wandmontage, Regalmontage oder DIN-Schienenmontage nach Industriestandard. Dadurch lässt es sich optimal an die räumlichen Gegebenheiten jedes Werks anpassen.

• Neueste USB-Schnittstellen und GPIOs für höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten
• Unterstützt Mehrkernbeschleuniger für die Inferenzanalyse
• Unterstützt einen breiten Temperatur- und Spannungsspitzenbereich in rauen Fabrikumgebungen
• Große Speicherkapazität für SSDs, um Daten sicher zu speichern
• Bis zu 64 GB DDR4 SODIMM Arbeitsspeicher für Multitasking
• Unterstützung für die neuesten Hochgeschwindigkeits-Vision-Kameras (GigE und USB 3.0)
• Modulare PCIe-Erweiterungssteckplätze für Hochleistungs-GPU-Beschleuniger

Die MV-Technologie ermöglicht es Fabriken, ihren gesamten Fertigungsprozess zu optimieren und mit ihren vielen Vorteilen dazu beizutragen, strategische Ziele zu erreichen.

• Gesteigerte Produktivität

Extrem repetitive Aufgaben lassen sich mit deutlich höherer Genauigkeit und Geschwindigkeit automatisieren. Fabriken können den menschlichen Einsatz bei Aufgaben reduzieren, die sich schlecht für manuelle Arbeit eignen, aber hervorragend von Maschinen erledigt werden können.

• Erhöhte Qualität

Die Inspektion mittels MV führt zu höherer Konsistenz und Qualität. Sobald die anfänglichen Regeln und Bedingungen in der Bildverarbeitungssoftware konfiguriert sind, kann eine MV-Plattform im Laufe der Zeit lernen und sich optimieren, wodurch eine präzisere Prozesssteuerung ermöglicht wird.

• Datenanalyse

Manuelle Aufgaben, die nun mit einem Computer verknüpft sind, können Datenrückmeldungen liefern. Aufgenommene Bilder und Videos können archiviert und analysiert werden, um zukünftige Verbesserungen in Design und Produktion zu ermöglichen.

• reduzierte Bodenfläche

Der Platzbedarf eines MV-Computers ist deutlich geringer als der eines menschlichen Bedieners. Zudem kann die MV-Plattform auch unter extremen Bedingungen eingesetzt werden.

Bildverarbeitungscomputer können als Cloud-Gateways für industrielle IoT-Edge-Netzwerke dienen. Durch die effiziente Auslagerung ausgewählter IoT-Anwendungen an Cloud-Ressourcen schaffen sie Rechenkapazität für Aufgaben, die lokale Rechenleistung für Echtzeit-Aktionen erfordern. Der Cloud-Zugriff vereinfacht zudem Anwendungs-Upgrades und Sicherheitsupdates für eingebettete Systeme mit Zugriffsbeschränkungen.

Die Bildverarbeitungscomputer von Premio sind für den Einsatz in Cloud-Plattformen wie AWS IoT Greengrass zertifiziert. Diese Plattformen vernetzen, überwachen und optimieren die Steuerung von IoT-Geräten, um die Einführung und Verwaltung von Unternehmenssystemen zu vereinfachen. Sie nutzen fortschrittliche Rechenkapazitäten aus der Cloud, um diese lokal für latenzfreie Leistung und aussagekräftige Erkenntnisse einzusetzen.

Die VCO Machine Vision Computer-Serie eignet sich für die folgenden vertikalen Marktsegmente:

Bildverarbeitungscomputer ermöglichen effiziente Datenverarbeitung und präzise Automatisierung und treiben so die Industrie 4.0 voran. Sie sind so konstruiert und gefertigt, dass sie den anspruchsvollen Bedingungen verschiedenster Umgebungen standhalten. Bildverarbeitungscomputer sind leistungsstarke, skalierbare Lösungen, die speziell für die Verarbeitung und Nutzung visueller Daten entwickelt wurden. Durch die Konsolidierung zahlreicher Workloads auf einem einzigen, vielseitigen Bildverarbeitungscomputer werden Fehlerquellen und der Hardwarebedarf reduziert. Starke lokale Rechenleistung und latenzarme Kommunikation ermöglichen eine präzisere Bildverarbeitung, generieren handlungsrelevante Erkenntnisse in Echtzeit, unterstützen Anwendungen für die Inferenzanalyse und ermöglichen anspruchsvolle Automatisierung.