INDUSTRIAL – L’approccio custom alle necessità di visione industriale: fornire tecnologia “su misura”

Automazione Industriale – luglio 2013

La sfida nel mercato della visione si giocherà attraverso lo sviluppo di prodotti o sistemi ad-hoc, rispondenti a specifiche richieste e sempre più competitivi

 Interno_Camera_Anecoica

Il mercato della visione artificiale viene spesso suddiviso tra due player: produttori di dispositivi e system integrator. Nella prima categoria rientrano i produttori di telecamere industriali, smart camera, sistemi di visione embedded, ai quali aggiungere i produttori di librerie software per applicazioni di imaging. Alla seconda categoria appartengono invece realtà aziendali di dimensioni variabili che utilizzano i prodotti disponibili sul mercato per sviluppare soluzioni, aggiungendo competenze dal punto di vista software, dell’integrazione ed esperienza in settori specifici. Non sempre, però, questo tipo di approccio, che possiamo definire “standard”, rappresenta la migliore soluzione alle sfide della visione industriale, come spiega Stefano Riccardi, Sales Engineer Industrial Division di Tattile, azienda Italiana specializzata nella progettazione e realizzazione di sistemi di visione custom per applicazioni industriali.
“I problemi che incidono sul mercato della visione artificiale possono essere di due tipi. In primo luogo i prodotti presenti sul mercato hanno caratteristiche tecniche o prestazioni talvolta insufficienti a rispondere a necessità specifiche. Secondariamente possono essere troppo costosi per l’applicazione, perché pensati in origine per un utilizzo generico che non tiene in considerazione l’applicazione stessa. In questi casi potrebbe essere utile valutare un approccio alle sfide della visionedi tipo ‘custom’, attraverso cioè lo sviluppo di un prodotto o sistema ad-hoc. Nel mercato della visione artificiale è sempre più sentita la necessità di disporre di un prodotto altamente performante, portatore di una tecnologia innovativa e sofisticata, ma allo stesso tempo caratterizzato da un costo equo. Questa sarà inevitabilmente la sfida del futuro nel nostro settore: proporsi con un approccio custom, quindi personalizzato e specifico, per creare un prodotto ottimizzato ma economicamente vantaggioso. Una sfida che non molte aziende, allo stato attuale, sono in grado di raccogliere. Per poter trarre reale vantaggio da un tale tipo di approccio è infatti necessario, per qualsiasi produttore di macchinari, poter contare su un partner con competenze e struttura adeguate, dotato di un team specializzato in grado di fornire soluzioni su misura, vantaggiose e, allo stesso tempo, rispondenti alle sue specifiche richieste. Soluzioni che siano di alto livello, ma accessibili.
La versatilità, la flessibilità nei confronti delle esigenze del cliente e la capacità di diversificazione saranno i punti di partenza imprescindibili per potersi interfacciare al mercato della visione con un approccio di tipo ‘custom’. Un’azienda che racchiuda al suo interno tutte queste peculiarità può fare la differenza, in termini di competitività, per il proprio cliente. Allo stato attuale, in Tattile – grazie a un organico di settantanove persone, di cui trenta ingegneri impegnati nell’area Ricerca e Sviluppo (R&D) – siamo in grado di produrre sistemi di visione all’avanguardia tecnologica e, al contempo, di risolvere le problematiche e le specifiche esigenze dei nostri interlocutori, per via di un’alta elasticità che ci consente di proporre soluzioni integrate e personalizzate. Come in tutti i sistemi di visione, gli aspetti di ottica e illuminazione sono considerati dall’inizio. Ad esempio, il nostro team studia e progetta nel dettaglio tutto il set up, semplificando così l’attività del produttore che dovrà semplicemente montarlo sui propri macchinari, con un evidente risparmio in termini di tempistiche e costi”.
Laboratorio_Test_Climatici

Integrazione in-house

Le competenze dell’azienda bresciana a livello di hardware partono dalla conoscenza dei sensori di immagine sul mercato con partnership con i maggiori produttori mondiali (Sony, Cmosis, On Semiconductor, Aptina), con tecnologia sia matriciale sia lineare.
“L’integrazione del sensore e lo sviluppo dell’elettronica di elaborazione su piattaforme embedded è completamente in-house, dalla progettazione delle schede elettroniche, allo sviluppo di firmware, alle prove di compatibilità elettromagnetica in camera anecoica, alla progettazione meccanica con attenzione particolare agli aspetti termici, ambientali e di compatibilità EMC. I progettisti meccanici si occupano di costruire l’involucro del sistema di visione rispettando le specifiche e le necessità del cliente per quanto riguarda la temperatura di funzionamento, la tenuta all’acqua e la compatibilità elettromagnetica. In particolare l’utilizzo di FPGA con un vasto bagaglio di core IP destinati all’imaging permette lo sviluppo di sistemi particolarmente performanti, con dimensioni e consumi ridotti ed una banda passante tra sensore ed sistema di processing massima. Per quanto riguarda le competenze software Tattile è specializzata anche nello sviluppo di algoritmi per l’elaborazione delle immagini; quando necessario ne possono essere sviluppati su specifica, ottimizzati per architetture x86, ARM o DSP. Gli algoritmi possono essere di varia natura: filtri, blob analysis, analisi di colore, misurazioni, pattern matching, tracking, tracking, visione 3D con tecnologia stereo o lama laser, lettura di codici 1D e 2D, OCR e lettura targhe. Sia che si tratti di smart camera che di sistemi embedded, il software è un aspetto importantissimo dei sistemi di visione, avendo il compito di acquisire l’immagine, elaborarla, processarla e comunicare i risultati del processamento all’esterno del sistema di visione. L’approccio ‘custom’ consente di considerare il sistema di visione in maniera globale, prevedendo sia l’hardware sia il software come parte di un unico oggetto. Le profonde competenze acquisite nell’hardware e nel software ci conducono a proporre un prodotto che sia la combinazione di caratteristiche ottimizzate, prestazioni avanzate, funzioni sofisticate. In altre parole: competitività. La possibilità di integrare l’hardware e il software e di creare un prodotto sviluppato da zero utilizzando componenti integrati permette di ottenere prestazioni difficilmente raggiungibili in altro modo”.

Che cosa fa la differenza

La parte di ricerca e sviluppo è certamente il cuore di un’azienda che fa della continua innovazione uno dei suoi valori. La struttura produttiva e l’organizzazione fanno però la differenza tra un centro di ricerca e un’azienda.
“La produzione di dispositivi elettronici – continua Riccardi – richiede particolari attenzioni per garantire la qualità, a partire dalla standardizzazione delle procedure secondo standard ISO. In particolare, la fase di collaudo dei prodotti è fondamentale. Tattile esegue i collaudi dei propri prodotti in camere climatiche per garantire il funzionamento dei suoi sistemi su tutto il range di temperatura. Prendiamo ad esempio la board-camera mostrata in figura. Si tratta di un prodotto custom impiegato nel settore dell’ispezione dei semiconduttori, con un sensore CCD da 5 Megapixel ed una FPGA da 75K logic elements per l’elaborazione delle immagini in tempo reale. Le stesse sono poi trasferite tramite un connettore board-to board con protocollo Camera Link ad alta velocità. La board-camera misura solamente 44×30 mm di lato. Questa soluzione ha permesso di ottenere vantaggi notevoli in termini di compattezza e performance dell’elaborazione con risultati non raggiungibili con prodotti standard. Grazie all’approccio ‘custom’ si è, quindi, spesso in grado di ottenere un sistema di visione maggiormente integrato e compatto, con minori consumi e quindi massima affidabilità, riuscendo a garantire al produttore che lo utilizzerà sui propri macchinari un sicuro plus tecnologico. Questo significa, per una realtà come Tattile, fornire una tecnologia definibile ‘su misura’, ma soprattutto concretizzare nella propria produzione una grande capacità innovativa. La grande flessibilità interna ci consente di rispondere a ogni richiesta specifica fornendo, ad esempio, anche soltanto l’hardware senza la parte software. Allo stesso modo, la capacità di realizzare un prodotto integrato (hardware e software) permette ai nostri fruitori di ottenere prestazioni difficilmente raggiungibili in altro modo. I sistemi di visione sviluppati secondo un approccio ‘custom’ portano, in questo senso, un grande beneficio tecnologico consentendo ai nostri clienti OEM di ottenere macchine più performanti rispetto a quelle della propria concorrenza”.