Phytec / SSB Wind Systems Embedded Imaging in der Praxis

Prozessor-Feature optimal genutzt

Die Kamera des Systems besteht aus einem Serien-Kameramodul von Phytec, das als reine Platinenvariante ohne Objektivträger gestaltet ist und mechanisch robuste, vibrationsresistente optische Systeme ermöglicht. Die Datenübertragung erfolgt über die LVDS-basierte phyCAM-S-Schnittstelle, eine kostengünstige, aber mechanisch robuste Kabelverbindung.

Der i.MX6-Prozessor verfügt – wie mittlerweile viele Embedded-Controller – über eigenständige Bildverarbeitungseinheiten (IPUs) mit integriertem Low-Level-Kamera-Interface, das die vom Kameramodul ankommenden Bilddaten direkt in den Arbeitsspeicher überträgt. »Dies verringert den Hardware-Aufwand für die Kameraanbindung, weil High-Level-Schnittstellen umgangen werden können«, verdeutlicht Martin Klahr.

Im Falle des BladeVision-Projekts übernimmt das Embedded-System neben der Erfassung und Auswertung der Kameradaten auch die Berechnung der Wind- und Anlagendaten sowie die Übermittlung an ein externes Gateway. »Die entsprechende Applikations-Software stellt das Kern-Know-how des Systems dar«, führt Martin Klahr aus. »Ihre Entwicklung wurde folgerichtig von SSB Wind Systems übernommen.« Das i.MX6-Prozessormodul wird von Phytec mit einem Embedded-Linux-Betriebssystem geliefert, auf das die Software-Entwicklung aufsetzen konnte.

Direkter Einstieg mit Kits

Zum Start in die Entwicklung nutzte SSB Wind Systems ein Embedded-Imaging-Kit von Phytec, das neben der Elektronik einschließlich Prozessormodul und Evalboard eine passende Kamera und ein Linux-Board-Support-Package umfasst. Alle nötigen Treiber für die Anbindung von Kamerasensor und Prozessor-Kamera-Schnittstelle sind im Board-Support-Package des Entwicklungs-Kits enthalten. Die Kamera wird durch eine Video4Linux-API (V4L2) abgebildet. Unter Linux bildet das V4L2-Interface eine gängige Schnittstelle zur Anwendungs-Software und bietet dem Applikationsentwickler einen bekannten, standardisierten Zugriff auf die Bilddaten. Der nächste Schritt, die weitere Verarbeitung der Daten, lässt sich mittels Bildverarbeitungs-Bibliotheken wie etwa OpenCV oder Halcon Embedded schnell und effizient umsetzen.

Anhand des Kits konnte das Team von SSB Wind Systems die Leistungsfähigkeit des gewählten Prozessormoduls für die geplante Bildverarbeitungsanwendung evaluieren, bevor es mit der Entwicklung der projektspezifischen Basisplatine begann. Die Entwicklung von Software, Hardware und Mechanik ließ sich in vielen Abschnitten parallelisieren, was die Time to Market verkürzte.

»Das Beispiel zeigt, wie hochintegrierte Embedded-Systeme, bei denen Kamera und Bildverarbeitung ebenso wie die weiteren Funktionen des Geräts in einer Elektronik zusammengefasst sind, die Anforderungen moderner Bildverarbeitungsanwendungen erfüllen – bei niedrigem Serienpreis«, resümiert Martin Klahr. »Damit hat die Lösung klare Vorteile gegenüber fertig entwickelten Smart Cameras ‚von der Stange‘ oder Lösungen, die solche Kameras mit Embedded-Systemen verbinden. Von ihnen sind viele für feste Einsatzszenarien – oft in der industriellen Fertigung – entwickelt und für die vielfältigen Anwendungsbereiche, in denen Bildverarbeitung heutzutage eingesetzt wird, zu groß; sie benötigen zu viel Strom und sind schlicht nicht flexibel genug, um sie effizient an die entsprechenden Anwendungen anzupassen.«

Mit einem umfangreichen Produktprogramm und über 30 Jahren Erfahrung in Projekten mit Embedded Imaging biete Phytec seinen Kunden skalierbare Lösungen, die Embedded-Anwendungen und Bildverarbeitung vereinten – kostenoptimiert, serientauglich und an die individuellen Bedürfnisse der Anwendung angepasst.