Nach wie vor zählt Embedded Vision zu den innovativsten Segmenten der Bildverarbeitung. Sinkende Preise bei steigender Leistung stellen die perfekte Basis für das weitere Wachstum der Technologie dar. Sechs ­Experten diskutierten während einer von der Messe Nürnberg und der VDMA Fachabteilung Machine Vision durchgeführten Podiumsdiskussion auf der Messe Embedded World 2020 über den aktuellen Stand und künftige Entwicklungschancen von Embedded Vision.

Deutlich leerer war es auf der diesjährigen Embedded World in Nürnberg: Die Sorge vor dem Corona-Virus führte zu zahlreichen Absagen von Ausstellern und einer deutlich geringeren Besucherzahl als in den Vorjahren. Das Interesse an der Podiumsdiskussion „Embedded Vision everywhere?!“ der VDMA Fachabteilung Machine Vision war dennoch hoch und die Zuschauerreihen gut gefüllt, als sechs Experten und Anwender über den aktuellen Stand der Technologie sowie über künftige Entwicklungen diskutierten.

Der Begriff Embedded Vision hat sich in den letzten Jahren zu einem vielbenutzten Schlagwort entwickelt, das den Anschein einer relativ jungen Technologie erweckt. Dabei waren nach den Worten von Jan-Erik Schmitt, Geschäftsführer von Vision Components, bereits in den 1990er Jahren die ersten Standard-Embedded-Vision-Systeme kommerziell verfügbar: „Derartige Systeme wurden damals allerdings noch Smart­kamera oder Vision-Sensor genannt. Der Ursprung von Embedded-Vision-Systemen ist eindeutig der traditionelle produzierende Industriesektor.“

Endverbrauchermarkt als Innovationstreiber

Wesentlicher Treiber für den Erfolg der aktuellen Embedded-Vision-Technologie ist nach übereinstimmender Ansicht aller Experten jedoch inzwischen der Endverbrauchermarkt. Vor allem die ständige Weiterentwicklung von Smartphones und der darin eingesetzten Kameras und Prozessoren haben die technische Grundlage für die stark zunehmende Anzahl von Anwendungen in vielen verschiedenen Sektoren der Industrie gelegt.

Dr. Christopher Scheubel, Executive Director des Framos-Spinoffs Cubemos, sieht zwei gegenläufige Spiralen, die einen wesentlichen Anteil am Erfolg von Embedded Vision haben: „Weil Embedded Vision zunehmend im Consumer-Markt mit seinen hohen Stückzahlen eingesetzt wird, entwickeln sich die Preise für entsprechende Komponenten und Systeme nach unten. Gleichzeitig nimmt die Rechenleistung von Prozessoren nach wie vor stetig zu.“

Breites Einsatzfeld

Durch die zunehmende Leistungsfähigkeit von Embedded-Vision-Lösungen bei gleichzeitig sinkenden Preisen hat die Anzahl der Anwendungsfälle in vielen verschiedenen Sektoren innerhalb und außerhalb der Industrie stark zugenommen. Diese Entwicklung ist noch nicht abgeschlossen und wird nach Ansicht der Diskussionsteilnehmer in Zukunft noch viele Bereiche betreffen, an die wir heute noch nicht einmal denken.

Für Jason Carlson, CEO von Congatec, liegt ein wesentlicher Grund für die extreme Zunahme von Embedded-Vision-Anwendungen darin, dass die Entwicklungen im Bereich Edge Computing immer mehr Rechenleistung zur Verfügung stellen: „Bilder und Videos erzeugen große Datenmengen und stellen daher enorme Anforderungen an die Verarbeitung. Mit der heutigen Technologie und Rechenplattformen wie ARM, X86, GPUs oder FPGAs sowie Multicore-Prozessoren lassen sich diese Anforderungen jedoch immer besser und oft in Echtzeit lösen.“ Mit zwei Beispielen untermauert er diese These: „Polizisten tragen zunehmend Bodycams und nehmen damit Szenen auf, bei denen eine Person zum Beispiel randaliert. Die Gesichter der nicht beteiligten Menschen dürfen im Film jedoch aus Datenschutzgründen nicht auftauchen und müssen unkenntlich gemacht werden. Noch vor wenigen Jahren war eine manuelle Bearbeitung solcher Filme in einem Labor erforderlich, doch heute ist dies in Echtzeit direkt in der Bodycam möglich.“ Auch das sofortige Zusammensetzen von vier 90°-Ansichten von Google-Streetview-Kameras zu einer 360°-Straßenansicht zeigt laut Carlson die Leistungsfähigkeit heutiger Edge-Computing-Plattformen.

Als typische Anwendungen von Embedded Vision im industriellen Umfeld nennt Dr. Christopher Scheubel die Orientierung fahrerloser Transportsysteme oder Roboter-gestützte Pick-and-Place-Systeme. Für Bengt Abel, Project Leader Technology and Innovation des zur Kion-Gruppe gehörenden Logistikunternehmens Still ist Embedded Vision ein wichtiger Wegbereiter für transparente Liefer- und Produktionsketten. „Ich sehe daher ein enormes Zukunftspotenzial auch für die traditionellen Industriesektoren. Insbesondere in der Intralogistik beim Transport von Gütern zu den Fertigungsstätten gibt es ein großes Anwendungsgebiet für Embedded Vision.“ Abels Unternehmen evaluiert derzeit Systeme zur Personenerkennung und Warenverfolgung. Auch in diesen Bereichen wird Embedded Vision also eine entscheidende Rolle spielen.

PC-basierte Bildverarbeitung bleibt

Die Erfolgsgeschichte von Embedded Vision wird nach Aussage der Diskussionsteilnehmer allerdings nicht dazu führen, dass traditionelle PC-basierte Bildverarbeitungslösungen ihre Daseinsberechtigung verlieren. Die Embedded-Vision-Technologie bietet sich vor allem dann an, wenn eine kostengünstige Lösung für eine spezifische Applikation gefragt ist, die zudem möglichst in höheren Stückzahlen zum Einsatz kommen soll. Erfordert die Aufgabenstellung hingegen eine gewisse Flexibilität, so bleiben PC-basierte Bildverarbeitungssysteme nach wie vor die erste Wahl.

In bestimmten Fällen kann auch ein Miteinander von Embedded und PC-basierter Bildverarbeitung für optimale Lösungen sorgen. Dass bei Embedded Vision meist Linux, in der traditionellen Bildverarbeitung jedoch häufig Windows als Betriebssystem zum Einsatz kommt, ist dabei nach Meinung der Experten kein Problem. So erläutert Gion-Pitschen Gross, Product Manager Embedded Vision von Allied Vision: „Linux bietet gegenüber Windows den Vorteil, dass die Systeme individueller auf die jeweiligen Anforderungen angepasst werden können. In Linux kann man sich genau auf die Teile des Betriebssystems beschränken, die man wirklich braucht. Dadurch lassen sich Linux-Systeme einfach und mit einem kleinen Footprint halten. Linux gibt Anwendern daher mehr Freiheiten, die Systeme exakt an die Kundenwünsche anzupassen, als dies unter Windows möglich ist.“ Diese Individualisierungen sind allerdings mit einem gewissen Aufwand verbunden. Doch das erforderliche Wissen ist immer häufiger vorhanden, wie Dr. Michael Bach, Leiter Forschung & Entwicklung von CST, bestätigt: „Aus Anwendersicht ist das in der Regel kein Problem, auch in der traditionellen Bildverarbeitung kommt Linux zum Einsatz. Unsere Entwickler nutzen häufig Windows für die Erstellung von Systemen, die dann Embedded mit Linux betrieben werden.“ Selbst innerhalb eines Embedded-Systems ist es laut Congatec-CEO Carlson heute kein Problem mehr, verschiedene Betriebssysteme parallel zu nutzen: „Bei Multicore-Prozessoren können auf den einzelnen Cores unterschiedliche Betriebssysteme laufen.“

Zusammen zum weiteren Erfolg

Auf Basis der Technologie, der Preisentwicklung und der breiten Anwendungsmöglichkeiten in unterschiedlichen Bereichen weist Embedded Vision derzeit ein großes Momentum auf, was nach übereinstimmender Meinung der Diskussionsteilnehmer in den nächsten ein bis drei Jahren zu sehr vielen spannenden Entwicklungen führen wird. Wichtig für eine anhaltende positive Dynamik wird sein, dass die beteiligten Player intensiv zusammenarbeiten, um ihre Sensoren, Kameras, Prozessoren, Software-Tools und Algorithmen so zu kombinieren, dass der Einsatz der Technologie für den Anwender einfach und lukrativ ist. Für die Interoperabilität der Komponenten müssen Standards geschaffen werden, die den Anwendern das Leben deutlich einfacher machen.