IBV-Schnittstellen
USB3 Vision & Co.: Welche Vorteile hat welche Schnittstelle?
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Warum ein USB3-Vision-Standard, und was sind die Vorteile?
Ohne Standards kocht jeder Kamerahersteller »sein eigenes Süppchen«, und viele Vorteile wie die Austauschbarkeit, welche die Endkunden beispielsweise durch den GigE-Vision-Standard kennen und schätzen gelernt haben, würden auf der Strecke bleiben. Hersteller von Zubehörteilen wie etwa Kabeln wurden einbezogen, was zeigt, dass an alles gedacht wurde. Im Gegensatz zu GigE Vision ist diesmal auch die Mechanik, etwa die Gestaltung verschraubbarer Kabelanschlüsse, Teil des Standards, was die Schnittstelle insgesamt robuster macht.
Ansonsten definiert USB3 Vision wie GigE Vision eine Transportschicht, die das Finden eines Geräts (»Device Detection«), das Konfigurieren (»Register Access«), das Streamen der Daten (»Streaming Data«) und die Behandlung von Ereignissen (»Event Handling«) regelt, und stellt eine Schnittstelle zu GenICam her (Schaubild 1). GenICam wiederum abstrahiert den Zugang zu den Features der Kamera zum Benutzer hin, die durch die »Standard Feature Naming Convention« (SFNC) herstellerübergreifend die gleiche Bezeichnung und das gleiche Verhalten haben. Zusätzlich erlauben spezifische Features außerhalb der SFNC eine Abgrenzung der Anbieter untereinander (»Quality of Implementation«). So bietet Matrix Vision bei der GigE-Vision-Kamera »mvBlueCOUGAR-X« kameraspezifische Features wie automatisches Entrauschen von Bildern, Flat-Field-Korrektur und Logikgatter an. Diese Features können auch von Treiber-/Software-Lösungen anderer Anbieter auf GenICam/GigE-Vision-Basis problemlos verwendet werden.
USB3 Vision ist wie alle wichtigen Standards »on-the-wire« definiert (Schaubild 2). Die Vorteile von »on-the-wire«-Standards kennt jeder: USB-Sticks, -Mäuse oder -Festplatten werden einfach eingesteckt und funktionieren - Plug-and-Play eben. Auch für Hersteller von Bildverarbeitungs-Software-Bibliotheken wird es einfacher. Sobald die Software USB3 Vision unterstützt, lässt sie sich mit jeder USB3-Vision-kompatiblen Kamera verwenden. Somit entfallen die früher noch nötigen proprietären Anbindungen der Hardware- oder Software-Hersteller. Für den Anwender entsteht ein breites Software-Angebot, und die Anbindung der Software kann kaum komfortabler sein. Folglich wird auch USB3 Vision mit dem einheitlichen Standard ähnlich wie GigE Vision den Durchbruch schaffen.
Werden in der Praxis überhaupt Kameras ausgetauscht?
Gemäß dem Grundsatz »Never touch a running system« werden bei bestehenden Applikationslösungen natürlich keine Komponenten ausgetauscht. Wenn sich bei der Applikation jedoch Parameter ändern, die einen neuen Sensor oder eine andere Schnittstelle erfordern, und der Kamera-»Hauslieferant« nichts Passendes im Portfolio hat, ließ sich bisher nur mit vorhandenen Mitteln eine nicht ideale Lösung implementieren, oder der Lieferant musste sogar komplett gewechselt werden. Letzteres erforderte es, die Applikation größtenteils neu zu schreiben. Durch die einheitlichen Bildverarbeitungs-Standards lässt sich nun einfach die Standard-konforme Hardware wechseln, und die Applikation läuft.
Fazit
Seit jeher haben Standards für Verbesserungen gesorgt, so auch Bildverarbeitungs-Standards wie GenICam, CameraLink, GigE Vision und zukünftig auch USB3 Vision. Der Endkunde profitiert dadurch, dass er Hardware und Software, sobald sie Standards unterstützen, frei aussuchen und kombinieren kann. Er ist an keinen Hersteller mehr gebunden. Möglich ist dies durch die GenICam-Basis, aus der sich aus Sicht des Kunden weitere Vorteile ergeben: Erstens lassen sich bestehende Bildverarbeitungs-Anwendungen wiederverwenden. Zweitens ist ein Wechsel zwischen den Transportschichten, etwa GigE Vision zu USB3 Vision, leicht zu bewerkstelligen, und drittens sind Systeme mit mehreren unterschiedlichen Transportschichten möglich. Trotzdem wird es keinen »Einheitsbrei« geben. Hersteller können durch die »Standard Feature Naming Convention« (SFNC) eigene Features auf Hardware-Basis entwickeln und sich dadurch von anderen Herstellern abheben.
Ulli Lansche ist technischer Redakteur bei Matrix Vision in Oppenweiler.
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