RAUSCHER: Intelligente Bildverarbeitung auf kleinstem Raum
Matrox Iris
Die Matrox Iris P-Serie ist eine neue Produktlinie von leistungsfähigen, programmierbaren Kameras für professionelle Systemintegratoren und OEMs.
Die Matrox Iris verbindet die Integrationsdichte einer intelligenten Kamera mit der Flexibilität und Erweiterbarkeit eines üblichen PC-basierten Bildverarbeitungssystems.
Die Kombination modernster Sensor-, Verarbeitungs- und Software-Technologien in einem Paket stellt damit eine neue Integrationsstufe für Bildverarbeitungssysteme dar.
Das stabile, industrietaugliche Metallgehäuse enthält drei Funktionsplatinen: das Sensor-Board, das CPU-Board und das Kommunikations-Board.
Sensor-Board
Die Matrox Iris verwendet Progressive-Scan-Sensoren mit quadratischen Pixeln in Interline-Transfer-Technik.
Die Auflösungen reichen von 640 x 480 über 1024 x 768 bis 1280 x 1024 bei Frameraten von bis zu 30 Bildern/s.
Neben den Monochrom-Varianten gibt es auch einen Farbsensor mit Bayer-Mosaik-Filter.
Ein FPGA-Baustein überträgt die Bilddaten vom Sensor ohne CPU-Belastung in das Onboard-Memory. Zusätzlich kann der FPGA Vorverarbeitungsoperationen durchführen, zum Beispiel Farbinterpolation bei Bayer-Mosaik-Sensoren.
CPU-Board
Die CPU auf dem Prozessorboard wird entlastet durch den FPGA, wodurch sie voll für anspruchsvollere Aufgaben, wie die Berechnung von BV-Algorithmen, zur Verfügung steht.
Beim Prozessor handelt es sich um einen industriebewährten Intel Celeron, getaktet mit 400 MHz und in Ultra-Low-Voltage-Ausführung, ergänzt durch die hochintegrierte Intel 440MX Bridge, 128 MB SDRAM und 64 MB Flash Disk. Damit bietet dieses Board auch für rechenintensive Anwendungen ausreichend Performance.
Das True FFS (True Flash File System) sorgt für eine gleichmäßige Nutzung der Flash Disk und erhöht damit deren Lebensdauer (wear-leveling).
Kommunikations-Board
Die Kommunikation zur Steuerung oder Ergebnisausgabe mit der Iris läuft über das 10/100-MBit Netzwerk (TCP/IP) auf dem Kommunikations-Board.
Die direkte Kommunikation mit der Feldebene, etwa zur Steuerung anderer externer Geräte, erfolgt über die 16 User-I/Os oder über die serielle RS-232-Schnittstelle.
Ausgestattet mit diesen Hardware-Komponenten entspricht die Iris einem vollwertigen PC, jedoch mit den Abmessungen einer Kamera.
Mit den eingesetzten Technologien ist die Kamera nicht nur kompakt, robust und leistungsfähig — durch die Verwendung von Standards wie Intel-Prozessor und Windows CE .NET gestaltet sich auch die Entwicklung eigener Software äußerst einfach.
Echtzeit Betriebssystem
Vorinstalliert auf Iris ist das Betriebssystem Windows CE .NET. Dieses Betriebssystem wird mit seiner harten Echtzeit-Fähigkeit (also deterministisches Verhalten bei Interrupt- und Task-Wechseln auch unter hoher CPU-Last), den sehr geringen Speicherplatzanforderungen, der schnellen Bootzeit und der Möglichkeit des beliebigen Shut-down ohne Datenverlust allen industriellen Anforderungen gerecht.
Windows CE .NET ist in der headless configuration (also ohne Windows-Desktop) installiert, alle wichtigen Dienste zur Kommunikation und Datenausgabe über Ethernet (http, FTP, Telnet, Fileserver) stehen voll zur Verfügung.
Da Windows CE den größten Teil der bekannten Win32-API bietet, ist der Umstieg von klassischen Desktop-Systemen mit Standard-Windows-Installationen äußerst leicht.
Gewohnte Anwendungsentwicklung
Anwendungen für die Iris-Kamera werden wie gewöhnlich auf einem Standard-Windows-PC kompiliert, dann über Netz-werk zur Kamera übertragen und dort ausgeführt, getestet und debugged. Programmiert wird in C oder C++, als Compiler kommt Microsoft Embedded Visual C++ zum Einsatz, der von Microsoft kostenfrei zur Verfügung gestellt wird und sehr große Ähnlichkeit zum Visual Studio 6 aufweist.
Matrox Imaging Library inside
Zur Realisierung der Bildverarbeitungs-Aufgaben steht für die Iris – wie für alle Matrox Hardwareprodukte – die umfangreiche und leistungsfähige Matrox Imaging Library (MIL) zur Verfügung. Weltweit arbeiten über 10.000 Entwickler mit der MIL, die sich seit mehr als zehn Jahren in zahlreichen praktischen Bildverarbeitungsanwendungen in Industrie und Wissenschaft bewährt. Sie enthält leistungsfähige Module für allgemeine Bildverarbeitung, Mustererkennung, Blobanalyse, Kalibrieren und Messen, OCR, Barcode- und Matrixcode-Erkennung uvm.
Matrox hat die MIL vollständig für die Iris portiert und dabei den wichtigsten Punkt des MIL-Konzeptes konsequent umgesetzt: Die hardware-unabhängige API wurde zu 100 Prozent beibehalten. Damit sind bestehende Anwendungen, die mit MIL für andere Bildverarbeitungs-Hardware entwickelt wurden, direkt auf der Iris lauffähig.
Stand-alone oder im Netzwerk
Die fertigen Bildverarbeitungsanwendungen sind entweder permanent auf der Flash Disk gespeichert oder werden beim Start der Kamera automatisch über Netzwerk herunterge-laden. Die Applikation selbst läuft dann entweder vollständig autonom oder in einer Server/Client-Konfiguration. Im autonomen Betriebsmodus erfolgt die Kommunikation mit externen Geräten über die User-I/Os, die RS-232-Schnittstelle oder Ethernet. Im Server/Client-Betrieb steuert ein Control-PC im Netzwerk den Ablauf der Bildverarbeitungsapplikation auf der Kamera und stellt die Bilddaten dar.
So macht die leistungsfähige Hardware zusammen mit der umfangreichen Softwareunterstützung die Iris P-Serie zu einem vielseitig verwendbaren, kompakten Embedded-Bildverarbeitungssystem für zahlreiche Aufgaben, beispielsweise für Automobilindustrie, Elektronik, Pharmazie, Robotik, Überwachung und Verkehrskontrolle.
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