Für Bildverarbeitungsanwendungen mit Embedded Vision steht eine Reihe von Modulen zur Bilderfassung zur Auswahl. Sie haben verschiedene Bezeichnungen, wie z. B. Bildsensormodul, Kameramodul oder Visionmodul. Welche Unterschiede weisen diese Module auf?
Erklärung der Begriffe Bildsensormodul, Kameramodul und Visionmodul
Bildsensormodul: Bei einem Bildsensormodul (kurz: „Sensormodul“) bzw. einer Bildsensorplatine (kurz: „Sensorplatine“) handelt es sich lediglich um eine Leiterplatte (PCB) mit einem Bildsensor. Der Vorteil liegt darin, dass Sie die Sensorplatinen nicht selbst herstellen müssen.
Kameramodul: Ein Kameramodul ist reichhaltiger ausgestattet. Zum Umfang gehören eine Bildvorverarbeitung, ein Softwarepaket (Software-Entwicklungskit, SDK) zum Betreiben und Steuern des Moduls, APIs zur Programmierung, alle erforderlichen Treiber sowie eine umfassende Dokumentation und manchmal sogar eine Support-Hotline.
Visionmodul: Der Begriff Visionmodul ist weniger klar definiert als die vorher genannten Begriffe. Hier müssen Sie sich im Einzelfall informieren, was das jeweilige Visionmodul an Umfang und Zubehör bietet.
Was bieten die verschiedenen Module im Detail?
Bildvorverarbeitung: Die Rohdaten eines Sensors müssen in der Regel noch korrigiert werden, um Unregelmäßigkeiten und kleinere Störungen innerhalb des Sensors zu kompensieren. Hierzu gehören z. B. Ungleichmäßigkeiten im Bild, Einfärbungen oder Fixed-Pattern-Noise. Diese Aufgabe übernimmt die Bildvorverarbeitung. Die Bildvorverarbeitung erfolgt auf einem sogenannten In-Kamera-Prozessor, typischerweise einem FPGA, oder auf der Host-Seite. Am effizientesten ist es, hierfür einen spezialisierten Bildsignalprozessor zu verwenden. Zu diesem Zweck werden Treiber bereitgestellt, die generisch oder nach einigen Anpassungen mit dem Sensor zusammenarbeiten.
Treiber und Softwarepakete: Diese sind Teil eines Kameramoduls und werden benötigt, um das Kameramodul direkt betreiben zu können. Darüber hinaus ermöglichen Treiber und Softwareroutinen den Zugriff auf die Kamera, z. B. die Bilderfassung der Kamera (Auslesen der Bilddaten usw.), sowie die Steuerung der Kamera (Start/Ausführen/Auslösen/Einstellungen). Eine gute Software stellt viele Funktionen bereit, z. B. Einstellungen zur Auflösung, ROI (Region of Interest) und Auto-Setup-Funktionen.
Abb. 1: Sensorplatine und Kameramodul im Vergleich: Kameramodule bieten Software, Treiber und Tools für eine schnelle Anbindung an ein System.
Ein weiteres Plus dieser Beigaben zur Hardware des Kameramoduls sind stabile und klare APIs, die eine einfache Softwareentwicklung und eine leichte Integration und Verbindung zu anderer Software ermöglichen. Das führt direkt zu Dokumentation und Support: Die Dokumentation liefert eine klare Beschreibung der Features, Befehle, implementierten Funktionen und deren genauem Umfang sowie Beispielanwendungen. Ein guter Support ist wichtig bei Fragen und Problemen, die bei der Integration eines solchen Moduls entstehen können. Alle Module beinhalten in der Regel eine mechanische Lösung. Dazu gehören das Auflöten des Bildsensors, die Möglichkeit einer Verschraubung oder Befestigung des Moduls und die Anbindung über einen Stecker oder ein Kabel.
Abb. 2. Die dart BCON for MIPI-Kameramodule von Basler enthalten alles, was Sie benötigen, um Ihr System zum Laufen zu bringen.
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