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    Auswahl des richtigen BV-Systems

Aufbau PC-basiertes System

Ein Bildverarbeitungssystem besteht aus einer Vielzahl an einzelnen Komponenten. Zur Lösung der Problemstellung ist bei jeder Applikation eine Abstimmung der einzelnen Teile zwingend aufeinander erforderlich. Das schwächste Glied in der Kette würde ansonsten die Gesamtleistung und Wirtschaftlichkeit des Systems einschränken. PC-basierende BV-Systeme lassen hier dem Anwender die größte maximale Freiheit bei der Zusammenstellung der Komponenten, die allerdings auch das größte Wissen über das korrekte Zusammenspiel erfordern.


Aufbau eines klassischen PC-basierenden BV-Systems

  • Das Prüfobjekt wird von einer Lichtquelle ausgeleuchtet, um gute Kontraste und die Hervorhebung der Prüfmerkmale zu realisieren. Die Auswahl der Beleuchtung ist stark vom Prüfobjekt abhängig.
  • Eine Optik bildet das Objekt auf dem Kamerasensor ab.  Je nach Kamera (Bildsensorgröße), Arbeitsabstand, Größe und Art des Prüfobjekts etc. muss diese ausgewählt werden.
  • Eine industrielle Kamera erfasst auf seinem Sensor das Bild und transferiert mit Hilfe von GigE- oder USB 2/3-Schnittstellen oder im Extremfall mit Hilfe eines Framegrabbers seine Bildinformationen in den Arbeitsspeicher. Je nach Kameratyp können dies unterschiedliche Signalstandards sein.
  • Bei Verwendung einer Bildverarbeitungskarte können zusätzlich OnBoard-Verarbeitungsfunktionen, wie Farbraumkonvertierungen, Defektpixelkorrekturen, Lookup Table-Manipulationen etc. genutzt werden. Teilweise können auf zusätzlichen FPGA-Bausteinen auch komplexe, selbst geschriebene Vorverarbeitungen in Echtzeit ausgeführt werden, um die eigentliche Rechen-CPU zu entlasten. Anschließend werden die Daten (möglichst ohne CPU-Belastung) in den PC-Arbeitsspeicher geschrieben. Für nicht zu komplexe Applikationen werden heute zunehmend auch digitale Schnittstellen, wie USB3.x- oder Gigabit Ethernet-LAN verwendet, die eine Frame Grabber-Karte überflüssig machen können.
  • Anschließend wird auf dem PC mit Hilfe einer speziellen Bildverarbeitungssoftware die eigentliche Bildanalyse vorgenommen.
  • Highend-PC-Systeme verarbeiten komplexe Bilddaten mit Hilfe der eigentlichen CPU, aber auch zum Teil auf FPGAs von Framegrabbern, sowie manchmal auch auf hochwertigen Grafikkarten.


Auch das Zubehör spielt eine wichtige Rolle. Kameraschutzgehäuse, Spezialkabel, Multiplexer, I/O-Karten usw. sorgen für ein reibungsloses Zusammenspiel aller Komponenten.

Vorteile eines PC-basierenden BV-Systems sind die freie Skalierbarkeit der Komponenten je nach Anwendungsfall. Die Anzahl der auf dem Markt verfügbaren Einzelkomponenten ist sehr groß, so dass eine ideale Zusammenstellung gefunden werden kann. Der Anwender ist nicht unbedingt an ein spezielles Software-Paket gebunden und kann auf weitere Windows-typische Systemressourcen zurückgreifen.
Neue Kameraübertragungsprotokolle und Bussysteme ergänzen die klassische Übertragung und Erfassung der Bilder mit Frame Grabbern. Maximale Flexibilität ist gewährleistet.

Ein möglicher Nachteil ist der erhöhte Platzbedarf für den Industrie-PC. Durch neuere PC-Entwicklungen sind jedoch auch kompakte Lösungen, wie  Embedded PC-Systeme möglich, die kaum noch Platz benötigen. Mobile Low Power-CPUs (Core I-Mobile CPUs, Atom-Serie) ermöglichen heute energieeffizente, lüfterlose Systeme mit vernünftiger Rechenleistung. Durch die großen Wahlmöglichkeiten aller Komponenten ist insgesamt eine Systemkonzeption für den unerfahrenen Anwender schwieriger.

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