» Dr. Frederik Schönebeck ist Head of Custom Solutions bei Framos GmbH in Taufkirchen
Vision-Ingenieure und Entwickler müssen bereits zu Beginn eines Projekts die Anwendung und Aufgabenstellung bis ins Detail verstehen und genau beschreiben können, um dann die Anforderungen an das Vision-System möglichst konkret abzuleiten. In diesem ersten und wichtigen Schritt geht es darum herauszufinden, ob die Auswirkungen einzelner Komponenten auf das Gesamtsystem bedacht wurden. Genügt die verfügbare Bandbreite für den Datentransfer? Ist die Performance der Prozessorarchitektur ausreichend, um die Datenmengen innerhalb der geforderten Zeit tatsächlich verarbeiten zu können? Passt das Objektiv zum Bildsensor?
Allein die Optik bietet viel Potenzial, um Ergebnisse zu verbessern. Allerdings müssen hierbei weitere Faktoren berücksichtigt werden. Beispielsweise muss das Objektiv sowohl auf die Pixelgröße als auch auf das optische Format des Sensors abgestimmt werden. Der Prozessor muss die Sensorschnittstelle unterstützen und dafür sorgen, dass die implementierte Imaging-Pipeline bei richtiger Abstimmung die erforderliche Bildqualität mit der gewünschten Performance liefert. Dies lässt sich durch eine entsprechende Parametrisierung des Bildsignalprozessors erreichen (ISP-Tuning). Hier gibt es viele weitere Stellschrauben zur Optimierung.
Nachträgliche Änderungen besser vermeiden
Wenn sich im Nachhinein, im schlimmsten Fall während der Serienproduktion, bestimmte Anforderungen ändern, ist es oft nur in Ausnahmefällen möglich, einen Teil der Komponenten auszutauschen. In den meisten Fällen muss dann die komplette Architektur der Vision-Lösung durchdacht und entsprechend verändert werden. Oft fehlt bei der Abstimmung der Komponenten die praktische Erfahrung und es gibt keine Referenzwerte. Deshalb werden die technischen Parameter der Anwendung meistens nur geschätzt. Doch um die Anforderungen optimal zu erfüllen, ist es unumgänglich, empirische Tests durchzuführen. Nur so kann der Parameterraum vernünftig eingegrenzt werden.
Bei hohen Anforderungen an die Bildqualität ist die Optik die Komponente mit der am meisten unterschätzten Komplexität. Doch oft fehlt auch hier die quantitative Beschreibung der Anforderungen, zum Beispiel hinsichtlich der Abbildungsleistung. Wenn die Anforderungen ungenau bzw. unvollständig sind, besteht für Entwickler die Gefahr, dass die Vision-Lösung im Feld nicht robust funktioniert oder Qualitätsprobleme auftreten. Das ist insbesondere bei hochvolumigen Projekten verhängnisvoll – hier können sich systematische Defizite, die am Anfang übersehen wurden, im weiteren Verlauf schnell zu großen Problemen ausweiten.
Experten einbeziehen und die Produktion im Auge behalten
