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Embedded Systeme für schnelle Vision und Motion Control

Zehnfacher Durchsatz

Da sich die Prozessorleistung in der Regel alle zwei Jahre verdoppelt und parallele Verarbeitungstechnologien wie Multicore-CPUs, Grafikprozessoren und FPGAs zunehmend zu einem festeren Bestandteil von Visionsystemen werden, können diese jetzt auch anspruchsvollere Algorithmen ausführen, die intelligentere Funktionen ermöglichen. Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Fertigung, was sich am Beispiel einer Maschine verdeutlichen lässt, die um intelligente Bildverarbeitung ergänzt wird.

Bild: National Instruments Germany GmbHBild: National Instruments Germany GmbH

Verteilte Systeme sind üblicherweise, wie in Bild 2 dargestellt, als ein Netzwerk intelligenter Subsysteme angelegt, die zusammen ein verteiltes, ineinandergreifendes System ergeben. Erhöht sich die Systemleistung, kann dieser hardwarezentrierte Ansatz jedoch zu Problemen führen, da die Subsysteme häufig sowohl über zeitkritische als auch nicht zeitkritische Protokolle miteinander kommunizieren. Dadurch ergeben sich zwangsläufig Engpässe bei Latenz, Determinismus und Durchsatz. So kann es z.B. bei Anwendungen, die ein nahtloses Zusammenspiel von Bildverarbeitung und Motion Control erfordern - wie z.B. bei der bildgestützten Robotersteuerung (Visual Servoing) - mit einer verteilten Architektur zu erheblichen Leistungsproblemen kommen, die sich jedoch erst aufgrund der gestiegenen Verarbeitungskapazität offenbaren. Hinzu kommt, dass jedes Subsystem über einen eigenen Controller gesteuert wird, wodurch es zu einer geringeren Verarbeitungseffizienz kommt, da keines der einzelnen Subsysteme die tatsächliche Verarbeitungsleistung des Gesamtsystems benötigt. Entwickler sind daher mit diesem verteilten, hardwarezentrierten Ansatz gezwungen, für jedes Subsystem andere Designwerkzeuge zu verwenden, was insbesondere kleinere Entwicklerteams oder Einzelingenieure vor Herausforderungen stellt.

National Instruments Germany GmbH

Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 6 2017 - 19.06.17.
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