Highspeed Multi-Head-Kameraplattform mit RDMA
Variabel & schnell
Mit der QXF Multi-Head-Kameraplattform zielt Baumer speziell auf OEM-Kunden, die einfache und kostengünstige Integration mit Standardkomponenten bevorzugen, aber bei der Flexibilität und Performance keine Abstriche machen können. Dafür kommen eine leistungsfähige FPGA-basierte Kameraplattform, GigE Vision 3.0 mit Übertragung per RDMA sowie handelsübliche Netzwerkkarten mit bis zu 100GigE zum Einsatz.
Bild: Baumer GroupDie neue QXF Serie
Als aktuell leistungsstärkstes Bilderfassungssystem aus dem Baumer Portfolio kommt für Applikationen mit extrem hohen Anforderungen die QXF-Serie zum Einsatz. Dabei handelt es sich um eine auf bis zu sechs Kameraköpfe mit voller Bildrate skalierbare Plattform auf Basis der Sony Gen4 Sensorfamilie mit bis zu 24MP bei 100fps. Die Bildströme werden intern zusammengefasst und über eine bis zu 100GigE Verbindung per RDMA direkt in den Speicher der Applikation im PC übertragen.
Baumer QXF Serie
Als aktuell leistungsstärkstes Bilderfassungssystem aus dem Baumer Portfolio kommt für Applikationen mit extrem hohen Anforderungen die QXF-Serie zum Einsatz. Dabei handelt es sich um eine auf bis zu sechs Kameraköpfe mit voller Bildrate skalierbare Plattform auf Basis der Sony Gen4 Sensorfamilie mit bis zu 24MP bei 100fps. Die Bildströme werden intern zusammengefasst und über eine bis zu 100GigE Verbindung per RDMA direkt in den Speicher der Applikation im PC übertragen.
Baumer hat mit der QXF eine komplett neue Kameraplattform auf Basis extrem leistungsfähiger FPGA-Technologie realisiert. Für die erste Umsetzung wurden zwei Bildsensoren per SLVS-EC mit jeweils acht Transceivern angebunden, um die volle Bildrate nutzen zu können. Insgesamt können auf der Plattform bis zu sechs Sony Gen 4 Kameraköpfe mit voller oder weitere mit reduzierter Performance angebunden werden. Die abgesetzten Bildsensoren sowie das Board-Level-Design vereinfachen die Integration der Multi-Head Kamera in OEM spezifische Geräte. Eine FPGA-basierte Vorverarbeitung wie Bildverbesserung oder Datenreduktion ist projektspezifisch möglich. Das flexibel skalierbare Kameradesign macht die Plattform somit leicht für verschiedene Applikationsanforderungen anpassbar.
Bild: Baumer GroupRDMA als Turbo
Um die nutzbare Datenrate zu steigern, setzt Baumer auf GigE Vision 3.0 über RDMA. Hierbei wird die gesamte Protokollverarbeitung für die Bildübertragung auf eine intelligente Netzwerkkarte in die Hardware ausgelagert. Die Kamera kann über das Netzwerk direkt in den Bildpuffer der Applikation schreiben. Das Betriebssystem wird dabei umgangen, Kommunikation und Datenübertragung erfolgen wesentlich effizienter. Im Ergebnis ist eine extrem hohe Performance mit bis zu 100GigE nutzbar. Die CPU-Auslastung liegt dabei bei lediglich 3 Prozent.
Bestimmte Schnittstellen wie z.B. CoaXPress können Übertragungsfehler lediglich erkennen. Dank integrierter Übertragungswiederholung mit Hardwareunterstützung intelligenter Netzwerkkarten gewährleistet Baumer jedoch eine höhere Robustheit der Bildübertragung. Durch Antwortzeiten im Mikrosekundenbereich wird dafür zudem nur ein relativ kleiner Speicher benötigt, der im FPGA realisiert wird. Damit entfällt die aufwändige, teure und mit höherer Verlustleistung verbundene externe Pufferung typischer GigE Vision Kameras. Die Übertragung per Glasfaser bis 100Gbps ermöglicht zudem besonders lange Kabelführungen bei hoher EMV-Robustheit. Dies macht den Einsatz der Kameraplattform in störanfälligen Umgebungen besonders attraktiv. Bestimmte Kabel sind auch für Einsatz in Schleppketten- oder Robotikanwendungen ausgelegt. Alternativ ist auch eine Bildübertragung per Direct Attached Kupferkabel über kurze Distanzen möglich.
Zur umfassenden Systemsteuerung und -überwachung stellt die QXF-Plattform Digital I/O sowie separate GigE und Nbase-T Schnittstellen bereit. Hier kann ein Systemcontroller oder eine zusätzliche Standardkamera angeschlossen werden. Alle Datenströme werden durch einen im FPGA integrierten Switch kombiniert. Somit ist für die Datenverbindung zum PC nur ein Kabel notwendig, der gesamte Systemaufbau damit deutlich vereinfacht.
Bild: Baumer Group3D-Messtechnik und sehr große Messbereiche
Produkte auf Basis der neuen Plattform können kundenspezifisch bezüglich Anzahl der Kameraköpfe, Auflösung, Bildrate, Bauform usw. individuell angepasst werden. Sie sind damit für vielfältige anspruchsvolle Applikationen nutzbar. Dazu zählen u.a. 3D-Messtechnik per Stereoverfahren oder Laser-Triangulation sowie Anwendungen mit sehr großen Messbereichen, die von einer Kamera allein nicht abzudecken sind und bei denen ein Abscannen zu langsam ist. Außerdem sind weitere Anwendungen realisierbar, bei denen mehrere spektrale Bereiche oder zusätzliche Perspektiven bis hin zu 360° Rundumsicht wie z.B. im Bereich von Virtual Reality erforderlich sind.
Fazit
Mit der neuen QXF Multi Head Kameraplattform bietet Baumer eine Lösung für Bildverarbeitungsaufgaben, die höchste Datenraten erfordern. Die QXF Multi Head Kameraplattform nutzt GigE Vision über RDMA. Dadurch können Anwender Kosten im Vergleich zu bisher üblichen Framegrabber-Lösungen einsparen und gleichzeitig die CPU-Auslastung minimieren. Mit diesem Ansatz richtet sich die Firma an OEM-Kunden, die einfache und kostengünstige Integration mit Standardkomponenten bevorzugen, aber bei der Flexibilität und Performance keine Abstriche machen können.
Mit der QXF Multi-Head-Kameraplattform zielt Baumer speziell auf OEM-Kunden, die einfache und kostengünstige Integration mit Standardkomponenten bevorzugen, aber bei der Flexibilität und Performance keine Abstriche machen können. Dafür kommen eine leistungsfähige FPGA-basierte Kameraplattform, GigE Vision 3.0 mit Übertragung per RDMA sowie handelsübliche Netzwerkkarten mit bis zu 100GigE zum Einsatz.
Bild: Baumer GroupDie neue QXF Serie
Als aktuell leistungsstärkstes Bilderfassungssystem aus dem Baumer Portfolio kommt für Applikationen mit extrem hohen Anforderungen die QXF-Serie zum Einsatz. Dabei handelt es sich um eine auf bis zu sechs Kameraköpfe mit voller Bildrate skalierbare Plattform auf Basis der Sony Gen4 Sensorfamilie mit bis zu 24MP bei 100fps. Die Bildströme werden intern zusammengefasst und über eine bis zu 100GigE Verbindung per RDMA direkt in den Speicher der Applikation im PC übertragen.
Baumer QXF Serie
Als aktuell leistungsstärkstes Bilderfassungssystem aus dem Baumer Portfolio kommt für Applikationen mit extrem hohen Anforderungen die QXF-Serie zum Einsatz. Dabei handelt es sich um eine auf bis zu sechs Kameraköpfe mit voller Bildrate skalierbare Plattform auf Basis der Sony Gen4 Sensorfamilie mit bis zu 24MP bei 100fps. Die Bildströme werden intern zusammengefasst und über eine bis zu 100GigE Verbindung per RDMA direkt in den Speicher der Applikation im PC übertragen.
Baumer hat mit der QXF eine komplett neue Kameraplattform auf Basis extrem leistungsfähiger FPGA-Technologie realisiert. Für die erste Umsetzung wurden zwei Bildsensoren per SLVS-EC mit jeweils acht Transceivern angebunden, um die volle Bildrate nutzen zu können. Insgesamt können auf der Plattform bis zu sechs Sony Gen 4 Kameraköpfe mit voller oder weitere mit reduzierter Performance angebunden werden. Die abgesetzten Bildsensoren sowie das Board-Level-Design vereinfachen die Integration der Multi-Head Kamera in OEM spezifische Geräte. Eine FPGA-basierte Vorverarbeitung wie Bildverbesserung oder Datenreduktion ist projektspezifisch möglich. Das flexibel skalierbare Kameradesign macht die Plattform somit leicht für verschiedene Applikationsanforderungen anpassbar.
Baumer Group
Dieser Artikel erschien in inVISION 2 (April) 2025 - 15.04.25.Für weitere Artikel besuchen Sie www.invision-news.de
