3D-Technologien auf dem Vormarsch ... - GIT Verlag

Quelle: Flickr, Jojo Cence
VISIOn
Der Rennwagen auf der Datenautobahn
Zwischen diesen beiden Polen sind allerdings
weitere Lösungen angesiedelt, deren
Kernstück ein digitaler Signalpro zessor
(DSP) ist: so etwa frei programmierbare
intelligente Kameras, Vision­System­Komplettlösungen
aus intelligenten Kameras
und darauf abgestimmter, benutzerfreundlicher
Software sowie Embedded Systems
mit abgesetzter Kamera.
Intelligenter Kern: Leistungsstarke
Prozessoren
Die im Folgenden beschriebenen Systeme
basieren auf digitalen Signalprozessoren
(DSP), die speziell für sehr rechenintensive
Echtzeit­Anwendungen
und das Verarbeiten digitaler Signale
entwickelt wurden. PC­Prozessoren hingegen
sind Allzwecksysteme, die eine
Vielzahl verschiedener Aufgaben bewältigen,
bei der digitalen Signalverarbeitung
allerdings selbst bei hohen
Taktraten vergleichsweise ineffizient
abschneiden. Als Vergleich bietet sich
die Autowelt an: Ein DSP wäre für einen
Bürocomputer ähnlich überdimensioniert
wie ein Ferrari für den Berufsverkehr
– in einer anspruchsvollen Anwendung
kann er jedoch seine Schnelligkeit
ausspielen. Umgekehrt sind PC­Prozessoren
DSPs auf der „Datenautobahn“
ebenso unterlegen wie ein normaler
PKW einem Rennwagen [1]. Angesichts
von PC­Prozessoren, die bereits seit längerem
im GHz­Bereich arbeiten, mögen
1­GHz­DSPs daher auf den ersten Blick
nicht besonders hervorstechen – tatsächlich
bieten sie jedoch aufgrund ihres
Designs Höchstleistungen in anspruchsvollen
Echtzeit­Anwendungen,
die mit PC­Systemen nicht möglich wären.
Die 1 GHz­DSPs des Typs TMS320C64x
von Texas Instruments z. B., die in einigen
der unten genannten Systeme eingesetzt
werden, verfügen über acht Recheneinheiten,
die parallel arbeiten
können. Dadurch wird es möglich, mehrere
Instruktionen gleichzeitig auszuführen
– z. B. zwei Multiplikationen,
zwei Load/Store­Instruktionen und vier
arithmetisch­logische Funktionen, die
in vielen Bildverarbeitungsalgorithmen
Blockschaltbild einer VC Optimum-Kamera
DSP-basierte Bildverarbeitungssysteme
In den letzten 10 Jahren hat sich der Markt im Be-
reich der industriellen Bildverarbeitungslösungen
deutlich vergrößert: Es sind inzwischen nicht nur
mehr Anbieter vertreten, sondern auch eine Vielzahl
neuer Produkte. Das Spektrum reicht von Vision-
Sensoren bis zu Kombinationen aus Industrie-PCs
und Kameras. Während Vision-Sensoren in der Regel
für einen bestimmten Anwendungszweck konzipiert
und daher wenig flexibel sind, erweisen sich PC-
basierte Systeme oft als zu störanfällig bzw. zu
wartungsintensiv für industrielle Umgebungen.
häufig benötigt werden. Dank ihrer hohen
Rechenleistung von bis zu 8.000
MIPS bewältigen die Prozessoren problemlos
auch Anwendungen mit hohen
Auflösungen und kurzen Taktzeiten.
Neben Echtzeitfähigkeit und Unempfindlichkeit
gegenüber rauen industriellen
Umgebungen überzeugen die DSPbasierten
Systeme vor allem durch
einen geringen Hardwareaufwand: Sie
kommen ohne Festplatten und Lüfter
aus und sind daher zuverlässiger als
PC­Stationen, zudem sind sie praktisch
wartungsfrei und benötigen keinen
Schaltschrank. In vielen Fällen können
die überaus kompakten Einheiten daher
PC­Stationen komplett ersetzen.
54 In s p e c t 4/2008 www.inspect-online.com