Sensor2Cloud: 3D-Bilderkennung mit hoher Auflösung

| Autor / Redakteur: Petra Adamik * / Gerd Kucera

Bild 1: Das vorprogrammierte Evaluation Board (links) zum Line-Image-Bildsensor NSI3000 basiert auf dem Altera-FPGA Max10 und erlaubt Ausgabefrequenzen bis 20 MHz.
Bild 1: Das vorprogrammierte Evaluation Board (links) zum Line-Image-Bildsensor NSI3000 basiert auf dem Altera-FPGA Max10 und erlaubt Ausgabefrequenzen bis 20 MHz. (Bild: Unitronic)

Ursprünglich entwickelt für die Machine Vision, intelligente Robotik und 3D-Bilderkennung ist der hier skizzierte Line-Image-Sensor auch geeignet für Automotive-Anwendungen wie autonomes Fahren.

Von industriellen und wissenschaftlichen Applikationen bis hin zu Konsumprodukten reicht das generelle Einsatzspektrum von Bildsensoren. Um den zahlreichen neuen Anwendungen gerecht zu werden, hat der Entwicklungsdienstleister Unitronic sein Sensor2Cloud-Portfolio um weitere Line-Image-Sensoren ergänzt. Damit lassen sich neue Anwendungen realisieren, beispielsweise zur Hinderniserkennung für autonom fahrende Geräte oder Kraftfahrzeuge (Anm. d. Red.: Die Sensor2Cloud-Produkte erlaubt es, unterschiedliche Sensoren mit Funk auszustatten, ohne einen zusätzlichen Hostcontroller in der Applikation einsetzen zu müssen).

Die stete Weiterentwicklung der BiIdsensoren gestattet das Optimieren zahlreicher Lösungen quer durch die Branchen. Etwa für das Barcode-Scanning in der Warenwirtschaft oder Logistik oder in der Verkehrsüberwachung. Insbesondere die Führung von Robotern in der intelligenten Fabrik oder zur Machine Vision. Intelligente Haushaltshelfer, wie der Saugroboter, verwenden ebenfalls Bildsensoren, um ihren Weg durch die Räume zu finden und ganz speziell um Hindernissen auszuweichen.

Auch Industrie 4.0 braucht Bildsensoren

Die Sensoren mit visuellen Eigenschaften gelten auch als wesentliches Element für zahlreiche Einsatzszenarien im Umfeld von Industrie 4.0 sowie des Internet of Things (IoT). Daher kommen Bildsensoren vielfach bei Applikationen zum Einsatz, die im Umfeld des Edge-Computing genutzt werden, das als Architekturkonzept für das IoT gilt.

Dafür werden Computer-Anwendungen, Daten und Dienste vom zentralen Rechenzentrum an den äußeren Rändern eines Netzwerks verlagert. Das ermöglicht es, Daten ressourcenschonend an Endgeräten vor Ort zu verarbeiten und von dort aus in die Cloud zu übertragen. Intelligente Sensoren und Sensornetze sind dabei ein wichtiges Grundelement, um die reibungslose Erfassung, Verarbeitung und den Transport der ermittelten Messwerte und Daten sicherzustellen.

Doch stellt jede Anwendung ihre spezifischen Anforderungen an die eingesetzten Bildsensoren. Beispielsweise verlangen einige Einsatzfelder eine sehr hohe Bildwiederholrate, andere wiederum eine hohe Lichtempfindlichkeit. Manche Anwendungen verlangen höchste Detailgenauigkeit und bedingen Sensoren mit sehr hoher Auflösung.

Unitronic besitzt seit geraumer Zeit über ein Sensor2Cloud-Portfolio, das ein breites Anwendungsspektrum abdeckt. Die Lösungspalette ist um den Line-Sensor NSI3000 von Newsight Imaging erweitert worden. Hierbei handelt es sich um einen neuartigen Line-Image-Sensor, der eine Szene in ganz anderer Perspektive erfassen soll. Dieses stellt einen Wendepunkt bei den Vision-Lösungen für die Automobilindustrie, die Robotik sowie Drohnen, aber auch für Industrie 4.0 dar.

Ein Lidar-Sensor für das autonome Fahren

Der CMOS-Sensor ist hochempfindlichen und kann aktuelle CCD-Sensoren ersetzen. Laut Herstellerangaben sind programmierbare Abtastgeschwindigkeiten mit einer hohen Bildrate bis 40.000 Frames Per Second (FPS) optimiert. Damit verbessern sich Analysen und Reaktionen auf Ereignisse in unterschiedlichen Einsatzfeldern.

Entwickelt wurde der NSI3000 speziell für Lidar-Anwendungen. Sie sind beispielsweise essenziell für das autonome Fahren und unterstützen Fahrzeuge dabei, Hindernisse zuverlässig zu erkennen (Anm. d. Red.: Ein Lidar-System ist die Kombination aus Kamera und Radar, um auf andere Verkehrsteilnehmer zu reagieren. Aktuell erleben die optischen Sensoren eine hohe Nachfrage. Hersteller autonomer Fahrzeuge kommen an der Sensorik nicht vorbei. Und: es scheint, als werden Maschinen früher autonom als Kraftfahrzeuge). Eine Studie des Beratungsunternehmens Frost & Sullivan geht davon aus, dass zahlreiche Automobilhersteller auf Lidar als zentrale Komponente für das automatisierte Fahren setzen.

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