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25 Jahre Vision Components

Embedded Vision setzt sich durch

Vision-Components-Zeitstrahl
Technologiesprünge in der Bildverarbeitung: vom PC-Rack-großen Spezialsystem der 1990er-Jahre über VC11, die erste »intelligente« Kamera für industrielle Anwendungen (1996), bis zum neuen Embedded-Vision-Modul VC picoSmart
© Vision Components

Vision Components feiert in diesem Jahr sein 25-jähriges Bestehen. Firmengründer Michael Engel und Geschäftsführer Jan-Erik Schmitt blicken zurück auf Entwicklungen und Meilensteine – und sprechen über ihre Ideen für Markt und Branche.

Markt&Technik: Herr Engel, als Sie begannen, sich mit industrieller Bildverarbeitung zu beschäftigen, gab es Embedded Vision im heutigen Sinne noch gar nicht. Was war das damals für eine Situation?

Michael Engel: Das stimmt. Als ich aus der Forschung heraus meine erste Firma Engel & Stiefvater gründete, gab es am Markt nur eine sprichwörtliche Handvoll Mitstreiter, die sich überhaupt mit industrieller Bildverarbeitung beschäftigt haben. Die Technologie hatte damals den Ruf, zu teuer zu sein und nicht zu funktionieren. Wir haben den Beweis angetreten, dass das so nicht stimmt. Aber unsere Systeme waren große Spezialentwicklungen für spezielle Aufgaben, die meist hohen Aufwand für Entwicklung und Inbetriebnahme erforderten. 20.000 D-Mark waren keine Seltenheit – und oft haben wir dabei sogar draufgelegt, wenn etwas nicht funktionierte. „Embedded“ waren diese Systeme nur in dem Sinn, dass sie eigens auf die Applikation zugeschnitten waren.

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Jan-Erik Schmitt ist seit 2008 Geschäftsführer von Vision Components.
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»Das muss doch besser gehen«: Michael Engel sieht sich als Erfinder der ersten industrietauglichen intelligenten Kamera. 1996 gründete er Vision Components.
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Wie passte die Gründung von Vision Components hierzu?

Engel: Im Laufe der Zeit konnten wir die Projekte immer schneller umsetzen, weil wir viel Erfahrung gesammelt hatten und sich die Technologie weiterentwickelte, allen voran die der Mikroprozessoren. Gleichzeitig gab es immer mehr Unternehmen am Markt, die ebenfalls Projektentwicklung mit Bildverarbeitung anboten. Das löste einen ersten Preiskampf aus, wenn auch weiterhin auf einem recht hohen Preisniveau. Gleichzeitig hatte ich immer die Überzeugung: Das muss noch besser gehen. Mich reizte die Idee, ein System zu entwickeln, das deutlich preisgünstiger sein sollte – etwa um den Faktor 10.

Entstand daraus die Produktkategorie der „intelligenten“ Kamera?

Engel: Genau. Diese Idee schlummerte schon eine Weile in meinen Gedanken, aber es war klar, dass sie ein völlig neues Geschäftsmodell erfordern würde: Bei den deutlich niedrigeren Kosten mussten wir ja viel mehr Kameras verkaufen, um rentabel zu wirtschaften. Nach dem endgültigen Verkauf von Engel & Stiefvater konzentrierte ich mich darauf, die intelligente Kamera zu entwickeln und ein Netzwerk von Integratoren aufzubauen, das sich um die Projektbetreuung kümmern würde.

Vision Components
Umfassender Baukasten für Embedded Vision: Vision Components bietet eine große Sensorvielfalt für MIPI-Kameramodule ebenso wie Board-Level-Kameras und komplette Embedded-Vision-Systeme.
© Vision Components

Welche Technologie steckte hinter der „intelligenten“ Kamera?

Engel: Wir hatten damals am Funktionsmuster eines Bildtelefons für AEG gearbeitet. Das ist heute kaum noch vorstellbar, wo jedes Smartphone diese Funktion beherrscht, aber seinerzeit war es ein echtes Novum. Unser Prototyp arbeitete mit 16 digitalen Signalprozessoren. Die Idee war es nun, einen einzelnen solchen DSP zu verwenden, um daraus ein möglichst kompaktes System für Bildverarbeitungsaufgaben zu entwickeln. Es sollte Bildaufnahme und Bildwiedergabe steuern und für zahlreiche industrielle Anwendungen geeignet sein. Das Ergebnis war die VC11, die ich 1995 als erste intelligente Kamera für den Serieneinsatz in der Industrie vorstellte und ein Jahr später auf den Markt gebracht habe. Damit war Vision Components geboren.

Deshalb auch der Name: weil das neue Unternehmen vor allem Hardware-Komponenten liefern sollte?

Engel: Ganz richtig. Wir sind damals stark in Vorleistung gegangen und haben die ersten 250 Kameras ohne Auftrag und Markt gefertigt – viele davon habe ich von Hand zusammengebaut. Wir haben Schulungen für Systemintegratoren durchgeführt und externe Produzenten gesucht. Aber die Mühe hat sich gelohnt, und die VC11 war ein voller Erfolg. Und damit auch der neue Ansatz in der industriellen Bildverarbeitung, Komponenten zu entwickeln, die von zahlreichen Partnern und in vielfältigen Projekten integriert werden können.

Jetzt blicken Sie beide auf 25 Jahre Vision Components zurück. Was hat sich seitdem im Bereich Embedded Vision geändert? Und was nicht?

Jan-Erik Schmitt: Embedded Vision ist heute ja ein echtes Trendthema, und viele Unternehmen bieten Lösungen mit diesem Label an. Prozessoren mit speziellen Recheneinheiten machen Bildeinzug und Bildverarbeitung einfacher und schneller und damit für viele Anwendungen geeignet, bei denen noch vor einigen Jahren PCs mit Industriekameras verwendet wurden. Gleichzeitig lassen sich solche Embedded-Vision-Systeme kostengünstig entwickeln und produzieren. Nach unserer Definition sind Embedded-Vision-Systeme auf ihre Anwendungen zugeschnitten und verzichten auf nicht benötigten Overhead; sie sind so klein wie möglich und eignen sich für mobile Anwendungen und Edge Devices. Industrietauglichkeit und Langzeitverfügbarkeit sind für uns ebenfalls selbstverständlich – eben weil wir selbst aus der Industrie kommen und die Anforderungen kennen.

Vision Components
Für industrielle Anwendungen hat Vision Components die Lasertriangulations-Sensoren der Serie „nano 3D-Z“ entwickelt. Sie sind komplett einsatzfertig oder als Elektronik-Bausatz für individuelle Lösungen erhältlich.
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Engel: Auch die Miniaturisierung ist sicherlich ein Trend, der sich wie ein roter Faden durch die Evolution von Embedded Vision zieht – und ebenso durch die Entwicklung bei Vision Components. So, wie wir damals von PC-Rack-großen Systemen zur intelligenten Kamera gekommen sind, treiben wir mit unseren vielfältigen und flexiblen MIPI-Modulen die Integration von Bildsensoren in immer kleinere Gesamtsysteme voran. Die Module in der Größe einer Briefmarke gibt es mittlerweile auch mit hochauflösenden Sensoren der Serien Starvis und Pregius von Sony mit bis zu 20 MPixel Auflösung, 4K-Video-Unterstützung und Global Shutter. Sensoren, die von Hause aus keine MIPI-CSI-2-Schnittstelle unterstützen, bieten wir ebenfalls als MIPI-Module an. Der Standard hat sich mittlerweile auch in der Industrie etabliert, weil er von den meisten modernen Prozessorplattformen unterstützt wird.

Außerdem haben wir erst kürzlich VC picoSmart als weltweit kleinstes Embedded-Vision-Modul für Hersteller von OEM-Vision-Sensoren vorgestellt. Es vereint Bildsensor und Auswerteeinheit auf einer Platine, genauso klein wie unsere MIPI-Module. Damit können Unternehmen noch schneller und kostengünstiger als bisher kompakte Vision-Sensoren entwickeln und produzieren.

Wo sehen Sie die Zukunft, und was wird Vision Components als Nächstes zeigen – etwa jetzt im Herbst auf der Messe Vision?

Schmitt: Vision Components arbeitet an Lösungen, mit denen wir MIPI noch intelligenter machen. Auf unserer Roadmap stehen Kameramodule für SWIR-Anwendungen, Time-of-Flight und andere 3D-Applikationen. Die neuen Sensoren werden sicherlich weitere Einsatzbereiche für die MIPI-Technologie erschließen. Außerdem arbeiten wir an einem Hardwarebeschleuniger auf FPGA-Basis. Er übernimmt aufwändige Vorverarbeitungen von Bilddaten direkt im MIPI-Datenstrom und gibt die Ergebnisse über den MIPI-Kanal an eine CPU weiter. So arbeiten Nutzer weiterhin mit ihren gewohnten Embedded-Prozessoren mit Linux-Plattform. Sie können auf eine große Auswahl möglicher Plattformen zurückgreifen und integrieren das Embedded-Vision-System genauso einfach wie ein herkömmliches MIPI-Kameramodul, profitieren dabei aber von der tiefgreifenden Vorverarbeitung, die auch komplexe Aufgaben ermöglicht. Dank zweier MIPI-Ein- und Ausgänge lassen sich mit dem kompakten Board auch Stereo-Vision-Systeme realisieren. Wir werden die Messe Vision nutzen, um erste Einblicke in die Technologie zu geben, mit möglichen Kunden ins Gespräch zu kommen und weitere Pläne bekannt zu machen. Zu finden sind wir dort in der Halle 8 am Stand C31.

Vision Components
Auf der Messe Vision gibt Vision Components in diesem Jahr zum ersten Mal Einblick in die Entwicklung eines Hardwarebeschleunigers, der umfangreiche Bildvorverarbeitungen im MIPI-Datenstrom übernimmt.
© Vision Components

Wenn Sie einmal noch weiter vorausschauen, wo sehen Sie dann Embedded Vision und Vision Components?

Schmitt: Bildverarbeitung boomt, und neue Player mischen mit – allen voran Tech-Riesen wie Google und Amazon, aber auch junge Startups mit innovativen Ideen. Gleichzeitig gibt es Entwicklungen wie die Übernahme von Arm durch Nvidia, die derzeit ja noch geprüft wird. Da stellt sich schon die Frage, welche Technologien sich durchsetzen werden. Wir von Vision Components beobachten den Markt als Partner unserer Kunden und prüfen verfügbare Lösungen auch auf ihre Tauglichkeit für die Industrie. Damit geben wir Orientierung und gestalten entsprechende Angebote, um die Technologien bestmöglich für Embedded Vision nutzbar zu machen.

Herr Engel, 25 Jahre Vision Components heißt für Sie auch: ein ganzes Leben Bildverarbeitung. Dürfen wir Sie zum Abschluss fragen, wie Sie Ihre persönliche Zukunft sehen?

Engel: Von meiner Zeit als junger Forscher beim Karlsruher Institut für Technologie über die Zeit bei Engel & Stiefvater bis heute war Embedded Vision immer spannend, und ich spüre in keiner Weise einen Drang zum Ruhestand. „Das muss doch besser gehen“, denke ich auch bei aktuellen Herausforderungen oft – und meist haben wir im Team bei Vision Components schon eine Lösung im Blick. Es ist mir persönlich eine große Freude, diesen Bereich auch in Zukunft noch aktiv mitzugestalten.


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