On-Sensorchip-Processing ist eine Technologie, bei der Daten direkt auf dem Sensorchip verarbeitet und komprimiert werden. Dies ermöglicht eine Verarbeitungsrate von bis zu 30 Gpixel/s, etwa zehnmal schneller als herkömmliche Methoden. Der Sensor erkennt nur relevante Daten und ignoriert Hintergrundpixel, was die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht und den Energieverbrauch senkt. Diese Technologie wird vor allem in der Inline-Messtechnik eingesetzt, um schnelle und präzise 3D-Scans zu ermöglichen, beispielsweise beim Vermessen von Straßenoberflächen.

Was ist On-Sensorchip-Processing eigentlich genau, und wofür wird es eingesetzt? Diese Entwicklung basiert auf einem speziell entwickelten Sensor­chip des norddeutschen Technologieunternehmens AT Sensors. Das Besondere an dem Sensor ist die Verarbeitung und Kompression relevanter Daten direkt auf dem Sensorchip. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bildsensoren, die höhere Taktraten oder zusätzliche Datenkanäle nutzen – Ansätze, die mehr Energie benötigen, größere Geräte erfordern und dennoch nur begrenzte Leistung bieten – setzt die Technologie von AT auf eine intelligente Datenverarbeitung auf dem Chip. Dadurch erreicht der Sensor eine Verarbeitungsrate von bis zu 30 Gpixel/s, etwa zehnmal schneller als herkömmliche Ansätze. Dieses Leistungsplus wird durch die Integration von Intelligenz auf dem Chip ermöglicht.

Der CMOS-Chip erkennt die Laserlinie und überträgt ausschließlich die relevanten Daten, während ungenutzte Hintergrundpixel ignoriert werden. Dieser Ansatz der Lasertriangulation führt zu einer erheblichen Geschwindigkeitssteigerung, reduziert den Datenverkehr zur FPGA-Einheit und senkt gleichzeitig den Energieverbrauch. Dadurch erreicht der C6 3070-Sensor eine 3D-Profilpixelrate von bis zu 128 Megapixeln – das entspricht 128 Millionen 3D-Punkten pro Sekunde – und eine Profilgeschwindigkeit von bis zu 140 kHz.

On-Chip-Verarbeitung für Inline-Messtechnik

Mit dem On-Sensorchip-Processing reagiert AT auf die wachsende Nachfrage nach Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung in Anwendungen wie der Inline-Metrologie, bei denen immer schnellere Messlösungen erforderlich sind. Vor allem anspruchsvolle Anwendungen in Branchen wie der Elektronikinspektion und dem Transportwesen profitieren von dieser Entwicklung.

Ein Beispiel ist der modulare Kompakt­sensor C6 3070 MCS. Dieser 3D-Sensor liefert eine Auflösung von 3.072 Profilpunkten und eignet sich für Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisions-3D-Scanning. Anwendungen wie die Vermessung von Straßenoberflächen – bei denen ein großes Sichtfeld für das vollständige Erfassen der Straßenbreite und eine schnelle Datenerfassung unerlässlich sind – profitieren von den neuen Sensorchips besonders. Durch die hohe Sensitivität und dem hohen Dynamikbereich des C6 3070 MCS können Oberflächen bei unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten, einschließlich Autobahngeschwindigkeiten von bis zu 100 km/h ohne Genauigkeits­verluste gescannt werden.

Ebenso sind die Hochgeschwindigkeitsfunktionen ideal für das Vermessen von Produkten, die im Extrusionsprozess hergestellt werden, wie Drähte oder Profile, bei denen sehr hohe Abtastraten aufgrund der schnellen Fertigungsprozesse erforderlich sind.

Modularität ermöglicht einen individuellen Sensor

Neben hoher Geschwindigkeit und Auflösung bietet die MCS-Serie eine beispiellose Flexibilität. Das modulare Design ermöglicht es Anwendern, Konfigurationen mit unterschiedlichen Sensor-, Laser- und Verbindungsmodulen individuell anzupassen sowie Triangulationswinkel und Arbeitsabstände zu optimieren. Dadurch können Scanbreite, Messgenauigkeit und Geschwindigkeit exakt auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden. Zudem können alle AT-Sensoren im Master-Slave-Modus arbeiten, was eine synchronisierte und simultane 3D-Erfassung mehrerer Sensoren ermöglicht. Die im Lieferumfang enthaltenen Metrologypackage-Software ermöglicht es zudem, mehrere Sensoren innerhalb weniger Minuten in Betrieb zu nehmen, zueinander zu kalibrieren und eine Auswertung zu entwickeln.

Autorin
Nina Claaßen, Marketingleiterin bei AT Sensors