Eenmansbedrijf Van Rooij Electronics Design & Software Engineering uit Houten heeft een programmeerbare camera ontwikkeld voor computervisie. Brein van het Intelligent Autonomous Vision System (IAVS) is een 32 bit Davinci-DSP van Texas Instruments. Het oog bestaat uit een automotive-CMos-chip in een eigen beeldkop. Bij de FH-variant (Fixed Head) vormt deze één geheel met de verwerkingseenheid; bij de RH-versie (Remote Head) hangt er een kabeltje tussen. Geestelijk vader Max van Rooij presenteert het nieuwe systeem tijdens Vision & Robotics 2010, op 26 en 27 mei in Veldhoven.
Een eerste klant heeft Van Rooij al: L. Buysschaert, maker van gereedschappen en machines voor de goudsmederij. Tijdens de onlangs gehouden Baselworld-beurs voor horloges en juwelen demonstreerde dit Kortrijkse bedrijf een toepassing van de Houtense camera met vaste beeldkop. Een prototype met losse kop zijn de West-Vlamingen momenteel aan het beproeven op een Scara-robotarm met vier vrijheidsgraden. Daarbij zit de remote head bevestigd op de tool die dit systeem hanteert en staat de verwerkingseenheid aan de voet van de robot.
Basic
De automotive-CMos-chip schiet breedbeeldplaatjes van 752 bij 480 pixels. De ruwe data gaan over een LVDS-verbinding naar de verwerkingseenheid, waar de DSP er zijn programma op loslaat. Standaard heeft het systeem C/C++-bibliotheken aan boord voor veelvoorkomende visiontaken. ’Het kan algemene beeldinterpretatie doen, zoals barcodes lezen of lengtes bepalen‘, vertelt Van Rooij. ’Een andere mogelijkheid is correlatie, waarbij het in een nieuw shot zoekt naar een referentieplaatje van bijvoorbeeld een productonderdeel.‘
Van Rooij levert ook een bibliotheek mee voor 3D-vision, het zien van diepte. ’Dat vereist beelden vanuit meerdere standpunten. Die zijn te verkrijgen door de camera te verplaatsen, op een robotarm gaat dat vanzelf, door meerdere camerasystemen te koppelen, die als master en slave gegevens uitwisselen over Ethernet, of door meerdere losse koppen te gebruiken. De LVDS-verbinding maakt het mogelijk om een stuk of vijf heads aaneen te schakelen.‘
Additionele taken zijn toe te voegen via de ingebouwde webserver van de camera. Dat kan in de vorm van C/C++-binary‘s, die klanten bij Van Rooij kunnen laten ontwikkelen. Gebruikers kunnen ook zelf aan de slag in de klassieke programmeertaal Basic. Het resulterende programma kunnen ze als Ascii-bestand uploaden naar de verwerkingseenheid, waar een door Van Rooij zelf geschreven interpreter de code uitvoert.
De keuze voor Basic is een opvallende, geeft Van Rooij toe. ’Ik had bedacht om alle ontwikkeling bij mij houden, maar gebruikers wilden ook zelf iets kunnen programmeren. Eigen tooling bouwen, zagen ze niet zitten en bestaande scripttalen vonden ze te ingewikkeld. Ik heb overwogen zelf een scripttaal te maken, maar dat idee stuitte op veel onbegrip. Uiteindelijk heb ik in een opwelling gekozen voor Basic en een interpreter geschreven in C. Degenen die ermee moeten werken, hebben veelal een achtergrond in het programmeren van PLC‘s. De stap naar Basic is voor hen niet groot. Dat bleek ook wel. Gebruikers waren eerst sceptisch, maar dat veranderde toen ze zagen dat ze in vijf minuten een serieuze, praktische toepassing in elkaar konden draaien.‘
Zolder
Max van Rooij studeerde elektronica aan de hts in Breda. Na zijn opleiding ging hij in 1997 aan de slag bij QI Press Controls uit het naburige Oosterhout, dat inspectiesystemen ontwikkelt voor drukprocessen. ’Bij QI heb ik zo‘n negen jaar gewerkt met de camera‘s van Vision Components. Die deden het prima, maar de gebruikersinterface en vormfactor konden beter. Met dat idee ben ik in 2005 voor mezelf begonnen. Ik wilde me heel breed positioneren in elektronicaontwerp, maar alle opdrachten die ik kreeg, waren gerelateerd aan computervision. Ik heb me toen gespecialiseerd als integrator van de Vision Components-producten.‘
Twee jaar geleden besloot Van Rooij een eigen visioncamera te ontwikkelen als alternatief voor de bestaande pc-gebaseerde systemen en zogeheten checkers. ’Bij pc-oplossingen heb je een losse computer, losse I/O-kaarten, losse kabels en losse camera‘s. Ik wilde een volledig geïntegreerd systeem, met verwerkingseenheid en sensoren in één apparaat. Checkers zijn simpele camera‘s die bijvoorbeeld een barcode scannen en bij een geslaagde leespoging de verdere verwerking doorgeven aan een achterliggend systeem. Hun instelbaarheid beperkt zich echter tot eenvoudige parameters als het contrastniveau. Mijn doel was een volledig programmeerbaar systeem.‘
Van Rooijs camera is leverbaar sinds januari. ’Ik heb veel mensen lief moeten aankijken voor het zover was. Freelance engineer en ex-QI‘er Antoon van Breda heeft me geholpen bij het elektronicaontwerp. Arrow in Houten heb ik bereid gevonden om de automotive-beeldchip, de DSP en de andere componenten in kleine series te leveren – normaal doen ze alleen grote aantallen. Hoogstad Special Electronics uit Oosterhout, dat ik ook nog kende van QI, is zo vriendelijk om productiecapaciteit ter beschikking te stellen en de onderdelen op een bordje te zetten. Bij mij op zolder schroef ik alles in de aluminium behuizing, die ik uit één blok laat frezen bij Verschuren Fijnmechanica in Breda. De embedded software voor bijvoorbeeld de hardwareaansturing en de netwerkfunctionaliteit heb ik zelf geschreven, 99 procent in C en de rest in assembly.‘
Met de eerste gebruiker is Van Rooij toevallig in contact gekomen. ’Enige tijd geleden was ik bij een klant in Eindhoven die Vision Components-camera‘s combineert met Stäubli-robots. Net op dat moment was de Belgische vertegenwoordiger van dat robotmerk er ook en die had vanuit Buysschaert de vraag gekregen naar een visionspecialist. Ik kreeg een uitnodiging om eens naar Kortrijk te komen en daar was de zaak snel beklonken.‘