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Echtzeit Bildakquise
Echtzeit Bildverarbeitung
GigE-Vision Protokoll
GenICam Konfiguration
OpenCV kompatibel
SIMD kompatibel
GVCP azyklischer Transfer
GVSP zyklischer Transfer
Bandbreiten-Regelung
Sequence Log |
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| Zusätzliche Werkzeuge |
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GenICAM Konfigurator mit Diagnose |
| Typische Anwendungen |
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- Montage
- Verpackung
- Prägetechnik
- Prüftechnik
- Messtechnik
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| GigE-Vision Master Echtzeit Bibliothek |
| War seither die
Echtzeitkommunikation (PDF) unter Windows auf ein bestimmtes Feldbus-System ausgerichtet,
wird nun mit der Unterstützung des GigE-Vision Standards für die industrielle Bildverarbeitung diese
Einschränkung aufgehoben. GigE-Vision ist ein Interface-Standard aus der industriellen Bildverarbeitung. Er
ermöglicht den einfachen Anschluss von Industriekameras an vorhandene Netzwerksysteme durch die Nutzung von Gigabit
Ethernet. Der GigE-Vision Standard besteht aus vier Elementen: Das GigE-Vision Control Protocol (GVCP) verwendet UDP und
definiert wie ein Gerät anzusprechen ist und spezifiziert Datenkanäle und Mechanismen für die
Übertragung
von Bildern und Konfigurationsdaten zwischen PC und Kamera. Das GigE-Vision Stream Protocol (GVSP) spezifiziert die
verschiedenen Datentypen und Übertragungsarten um Bilder zu transferieren. Zur Übertragung wird UDP verwendet. GigE
Vision beinhaltet aber selbst die optionale Möglichkeit des Packet Re-Send um Übertragungsfehler zu beheben. Der
GigE Device Discovery Mechanismus umfasst das Auffinden von Kameras im Netzwerk. Zusätzlich stellt der Kamera Hersteller
eine XML-Datei basierend auf dem GenICam-Standard bereit, die eine Beschreibung der Kamera
enthält. Erlaubt den Zugriff auf Kameradaten und Bilder. Mit einer integrierten Bandbreitenregelung erlaubt die Master
Bibliothek den kompletten Steuer-Zyklus „Vision-Sensorik – Bildverarbeitung – Feldbus-Aktorik“
in einem deterministischen Zeitraster verteilt auf verschiedene Feldbusse. Ermöglicht wird dies durch die Verwendung der
X-Realtime Cluster Engine (PDF) für Windows. Sowohl innerhalb eines
Netzes, als auch verteilt auf mehrere Netze können mit dem Sybera GigE-Vision Master Daten mit anderen Feldbus-Systemen
ausgetauscht werden. Die Konfiguration der Kameras erfolgt über den GenICam Parameter Standard
(z.B. Basler Camera). Die Bildbearbeitung kann in Echtzeit mit Thirdparty Bibliotheken
(z.B. OpenCV) durchgeführt werden. Die Master Steuerung erfolgt direkt vom PC aus
und wird mit Standard-Ethernet-Adaptern umgesetzt. Durch die Erweiterung der Ethernet-Transportschicht (Ethernet Realtime
Core) werden für den GigE-Vision Anbindung mehr als 70 standard Ethernet-Adapter unterstützt. |
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GigE-Vision Master Funktionalität |
| Der
GigE-Vision Master (PDF) wird von SYBERA als offenes Echtzeit-Bibliothekssystem für
Windows angeboten
und ermöglicht dem Entwickler die Programmierung einer deterministischen Steuerung für Kameras in Verbindung mit
anderen Feldbussystemen. Der Entwickler hat die Möglichkeit, durch einfache Interface-Funktionen die Kameras zu
programmieren und eigene Vision Anwendungen graphisch zu gestalten. Wie bei den standardisierten Programm-Oberflächen
hat der Entwickler durch Bibliotheksfunktionen die Möglichkeit, die Parametrierung und logische Verknüpfung der
Vision Kameras zu realisieren. Der Entwickler von Vision Projekten soll sich nicht um das Protokoll-Management kümmern
müssen, vielmehr um die Verarbeitung der entsprechenden Nutzdaten der angebundenen Kameras. Darüber hinaus muss
auch gewährleistet werden, dass mit den zur Verfügung stehenden Bibliotheksfunktionen auch auf komplexe
Vorgänge, wie z.B. Zustandswechsel der Kameras oder Fehlersituationen, Einfluss genommen werden kann. Das GigE
Protokoll-Management (GVCP und GVSP), die Fehlerbehandlung und Gerätelogistik sind in den s.g. Master-Protokollstacks
implementiert. Die Protokollstacks bilden somit die Verbindung zwischen der physikalischen Transportschicht (z.B.
Ethernet-Treiber) und der Anwendungssoftware. |
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GigE-Vision Master Technologie |
| Der Master
erfüllt die Anforderungen der GigE-Vision Spezifikation 2.0 und ist wie die
anderen Sybera Master Bibliotheken als offenes Programmiersystem gestaltet. Insbesondere wurde auf das kritische GVSP
Protokoll Timing von GigE hohen Wert gelegt. Dies erfolgt durch eine integrierte Bandbreitenregelung. Das System basiert auf
4 Echtzeit - Tasks, zum Senden und Empfangen von Ethernet - Frames, und funktionale Bearbeitung für den zyklischen
Datenaustausch. über eine STATE - Machine werden die Tasks funktional synchronisiert. Eine Echtzeit - Fehlertask erkennt
Frame-Fehler und Hardware-Latenzen. Mit Hilfe eines Frame-Filters werden die azyklischen GVCP Vision Frames in Echtzeit
separiert und an einen Telegramm - Stack übertragen. SYBERA setzt bei den Master Bibliotheken das Verfahren
„Dynamic Jitter Compensation“ mit aktiver und passiver Rückkopplung ein. Obwohl die X-Realtime Engine von
SYBERA mit einen geringen maximalen Jitter von ca. 15 µsec auskommt (je nach Hardware Plattform), ergibt sich
systembedingt im Sampling Betrieb ein additiver Jitter. Für die unsynchronisierte Kommunikation mit Industrial Ethernet
Komponenten ist dieser in aller Regel zu vernachlässigen. Um jedoch die Ansteuerung und Synchronisierung von
Drive-Controllern zu realisieren, war die Reduzierung des additiven Jitters, sowie des dynamischen Drifts in den Master
Bibliotheken zwingend erforderlich. |
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