Les systèmes de vision embarquée ont le vent en poupe

La vision embarquée n’est plus une mode depuis longtemps. Elle s’est imposée dans de nombreuses applications de vision : dans le secteur industriel avec des applications classiques de contrôle-qualité, comme l'inspection de batteries par exemple, dans les systèmes pick-and-place robotisés ou encore dans les applications non industrielles des secteurs du sport et du divertissement. Les domaines d'utilisation des systèmes embarqués sont très variés.

M. Johannes Hiltner, Director Product Management, répond ici à nos questions sur cette technologie. Il nous explique pourquoi STEMMER IMAGING vient de lancer son propre écosystème embarqué et quelles en sont les particularités.

Johannes Hiltner, Director Product Management, STEMMER IMAGING

Qu'est-ce qui différencie un système de vision embarqué d’un système classique avec PC ?

Aujourd'hui, les systèmes de vision industrielle performants utilisent généralement des PC sous Windows avec une ou plusieurs caméras. En raison de la taille de ces systèmes, de leur gestion thermique et d'autres exigences liées à l'environnement de montage, un câblage parfois assez sophistiqué est nécessaire entre caméras et ordinateur pour que la transmission d’images haute résolution et à fréquence élevée fonctionne.

Les systèmes de vision embarqués, tels que nous les concevons, sont quant à eux beaucoup plus faciles à utiliser. Compacts, dotés d’un GPU à puissance de calcul élevée, d’un système d'exploitation LINUX efficace et d’interfaces adaptées, ils peuvent se placer près des caméras, là où les données d'image sont générées, directement dans la machine ou dans l'application de vision. Cela permet de mettre en place des solutions d’edge computing pratiques et économiques.

Pourquoi STEMMER IMAGING a-t-il lancé son propre produit embarqué : STEMMER IMAGING Modular Embedded ? De quoi s’agit-il exactement ?

Pour de nombreuses applications, la vision embarquée peut être la solution idéale. Or, nous voulons toujours offrir à nos clients la solution idéale, en toute indépendance des fabricants. L'objectif de STEMMER IMAGING est de permettre aux développeurs qui optent pour une solution embarquée d'intégrer la vision embarquée dans leurs appareils de manière simple, rapide et flexible.

STEMMER IMAGING Modular Embedded est un écosystème modulaire qui mise sur un choix de matériel performant, combiné à une multitude de caméras ultramodernes, aux meilleurs outils logiciels et à des offres de services individuels.

Le cœur de cet écosystème est la carte modulaire embarquée que nous avons développée en interne et la pile de pilotes génériques propre à STEMMER IMAGING. Notre écosystème est le plus flexible du marché, facile à intégrer et utilisable dans de nombreuses applications.

Peux-tu nous décrire la carte de manière plus détaillée ? Quels types de caméras peut-on connecter ? Avec quelles interfaces ?

La carte est équipée du puissant hardware NVIDIA Jetson. Elle offre la fonctionnalité plug-and-play qui permet de développer rapidement tout projet d'IA et de vision embarquée. Le GPU Tensor Core offre une accélération sans précédent des workflows. Le gain de performance est significatif pour l’entraînement des modèles de Machine Learning.

Notre devise a toujours été de conseiller nos clients sans dépendre des fabricants et de trouver la solution qui leur convient le mieux. C’est dans cet esprit que nous avons conçu cette carte. Elle est entièrement compatible avec GenICam, ce qui laisse le choix de la caméra et des interfaces courantes : GigE, USB ou MIPI.

Aucune connaissance spécifique en programmation n’est nécessaire. Par ailleurs, la technologie TCP-Offload pour la capture d'images soulage le processeur et permet en même temps d’atteindre une performance maximale tout en consommant peu d’énergie. L’utilisation de TCP-Offload fait d'ailleurs partie d’un projet d'extension du standard GigE Vision et non d’une solution propriétaire.

La carte est conçue pour une utilisation directe dans l'environnement de production et convient également aux applications à volume élevé. C'est ce qui la distingue des autres kits d'évaluation embarqués. Les interfaces ont notamment été optimisées pour être utilisées directement dans les applications de vision. Équipés d'un nombre suffisant d'interfaces 10GigE, USB3 et MIPI, les modules matériels sont donc destinés à une multitude d'applications de vision de différents types.

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22 February 2023 | 2 pm (MEZ)
Speaker: Johannes Hiltner
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De quelles applications s'agit-il ? Peux-tu nous donner quelques exemples ?

Les systèmes embarqués conviennent parfaitement aux applications où l'espace est limité et où les composants doivent être légers. Les applications de contrôle qualité dans l'industrie de l'impression et de l'emballage offrent un bon exemple des avantages de l'embarqué modulaire.

Les caméras utilisées sont le plus souvent linéaires à haute résolution. En installant un sous-système à balayage linéaire au niveau de la caméra, il est possible de dissocier le système de traitement de celui de l'acquisition et du prétraitement. Cela permet entre autres de faire des économies sur le matériel.

De nombreuses applications de haute précision ont par ailleurs besoin de plusieurs caméras pour capturer simultanément des images, les analyser en temps réel ou les enregistrer pour un traitement ultérieur ou différé. C’est le cas dans le suivi sportif par exemple. Dans ces exemples d'application, les systèmes embarqués conviennent mieux que les systèmes classiques car leurs interfaces offrent plus de flexibilité.

Qu'il s'agisse d'automatisation d'usine, de logistique et de transport, d'agriculture intelligente ou d'applications dans le domaine du sport et du divertissement, les domaines d’utilisation des systèmes embarqués sont très variés et se situent en fin de compte partout où la vitesse et la précision sont nécessaires.

Quel rôle joue le logiciel de vision industrielle dans un système embarqué ?

Un bon logiciel est la clé de voûte de tout système de vision, qu'il soit embarqué ou non. Il doit être indépendant de la plateforme et du système d'exploitation et être compatible avec les bibliothèques et les normes courantes afin d'offrir la flexibilité nécessaire.

Grâce à notre service de développement logiciel interne, à notre plateforme logicielle reconnue Common Vision Blox (CVB) et à un support technique hautement professionnel, nous avons chez STEMMER IMAGING toutes les clés pour accompagner les utilisateurs dans la réussite de leurs projets de développement d'applications. La version actuelle CVB14 offre entre autres un support TCP Offload, une acquisition d'image fluide entre caméras de différents fabricants ainsi que des algorithmes de prétraitement vidéo en périphérie, comme la conversion H.265.

Notre plateforme modulaire embarquée s’appuie aussi sur CVB. Avec des algorithmes accélérés par GPU, les données sont prétraitées localement et réduites. De cette manière, il est possible de mettre en œuvre des applications complexes, fiables et performantes aussi bien pour la phase de prototypage que pour la production en série. Il est également possible d’intégrer des algorithmes spécifiques à l’application et propres au client à des logiciels d’autres fabricants.

Ainsi, CVB n’est pas un logiciel de vision fermé, mais au contraire, il est le chaînon manquant entre la technologie de la caméra et les algorithmes des clients dans le secteur de l’embarqué.

Modular Embedded comprend donc une carte porteuse et des outils logiciels, mais également un ensemble de services. De quoi s'agit-il précisément ?

La flexibilité et la fiabilité sont pour nous au centre de la relation client. Depuis 35 ans, nous ne fournissons pas seulement des produits de vision industrielle, mais également des systèmes complets. Pour ces systèmes, le client traite avec un seul et même fournisseur. C’est le principe de notre plateforme Modular Embedded.

Elle s’accompagne d’un ensemble complet de services que le client choisit comme il le souhaite. Cette offre comprend des services techniques (études de faisabilité, développement, conseil), le choix des composants adaptés au projet, des services de mise en place (configuration du système, assemblage de matériel, installation de logiciels) et des services logistiques (extension de garantie, accès à notre stock de composants). Le client obtient ainsi une solution complète et simple à mettre en place, avec une très grande transparence et un calcul précis du budget.

D’après toi, où nous mèneront les progrès futurs ?

Les progrès constants du matériel et des logiciels apportent une solution aux problèmes de coût, de place et de consommation d’énergie de la puissance de calcul. Celle-ci ne cessera d’être moins chère, moins énergivore et plus petite. Par conséquent, le prétraitement des données s’effectuera davantage « at the edge », c’est-à-dire localement. Par ailleurs, le transfert d’images compressées au sein de l’unité de production et le stockage dans le cloud prennent de plus en plus d’importance.

Notre objectif est d'anticiper de telles évolutions technologiques et de développer une offre adaptée, comme c’est le cas avec notre plateforme Modular Embedded. Le client est ici au centre de nos préoccupations. Nous constatons une forte tendance vers les applications haut de gamme et haute résolution pour lesquelles un système performant « at the edge » apporte une forte valeur ajoutée.

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15 mars | Nuremberg

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