HALCON – Industrielle Bildverarbeitung & Machine Vision

Mit unserem Ezpire-Baustein für HALCON bringen wir die führende Standardsoftware für die industrielle Bildverarbeitung von MVTec auf Ihr PHYTEC Vision System. Egal ob Sie anspruchsvolle Deep-Learning-Algorithmen, präzise Messtechnik oder klassische Fehlererkennung implementieren möchten – unsere Vision-BSPs bieten die ideale Basis. Testen Sie die Leistungsfähigkeit kostenlos mit dem integrierten HPEEK-Demo-Tool oder nutzen Sie ihre vorhandene vollwertige HALCON-Lizenzen für den direkten, hardwarenahen Zugriff auf unsere phyCAM-Module.

Was ist Halcon und was ist HPEEK?

MVTec HALCON ist die umfassende Standardsoftware für die industrielle Bildverarbeitung mit einer integrierten Entwicklungsumgebung (HDevelop). Sie wird weltweit in der Automatisierungstechnik, Robotik und Qualitätskontrolle eingesetzt.

HPEEK ist die zugehörige, lizenzfreie Embedded-Evaluierungssoftware von MVTec. Sie ermöglicht es, die Performance von HALCON auf Embedded-Geräten – wie unseren NXP i.MX phyBOARDs – vorab zu testen.

Im PHYTEC-Kontext stellen wir sicher, dass HALCON nahtlos mit der zugrundeliegenden Linux-Architektur und den V4L2-Schnittstellen unserer Kameras kommuniziert, sodass Sie Ihre HDevelop-Skripte direkt auf unseren Boards ausführen können.

HALCON out-of-the-box

Die Einrichtung von umfangreichen Software-Suites auf Embedded-Systemen kann zeitaufwendig sein. Wir vereinfachen diesen Prozess für Sie:

  • Vorgefertigte FTP-Images: Neben unserem Standard-Vision-BSP bieten wir auf unserem FTP-Server speziell vorkompilierte SD-Karten-Images an, in denen HALCON/HPEEK und die PHYTEC-Demos bereits vorinstalliert sind.

  • Zwei-Wege-Evaluierung: Nutzen Sie HPEEK völlig lizenzfrei für erste Performance-Tests oder schließen Sie Ihren HALCON-Lizenz-Dongle an, um live auf die Videostreams der phyCAM-Module zuzugreifen.

  • Hardware-Routing leicht gemacht: Wir liefern Start-Skripte mit, die den komplexen Verbindungsaufbau zwischen Kamerasensor und HALCON übernehmen – wahlweise als direkter Stream oder vorverarbeitet durch einen Hardware-ISP.

  • Display-Integration: Unsere Skripte sind für den Weston/Wayland-Display-Server optimiert, sodass Bildschirmausgaben und HALCON-GUIs direkt und flüssig auf angeschlossenen Monitoren (z.B. via HDMI) gerendert werden.

Technischer Deep-Dive

Speichermanagement und Systemarchitektur
Aufgrund des großen Funktionsumfangs von HALCON und den zugehörigen Deep-Learning-Modellen benötigt das System ausreichend Speicherplatz. Bei der manuellen Installation über unsere Standard-BSPs muss die Dateisystem-Partition der SD-Karte (z.B. über das Tool parted) nach dem Flashen manuell auf die volle Kartengröße erweitert werden. Unsere speziell vorbereiteten FTP-Images nehmen Ihnen diesen Schritt bereits ab.

Display- und User-Management (Wayland/Weston)
Für die grafische Ausgabe von HALCON-Skripten nutzen moderne NXP-Prozessoren den Wayland-Display-Manager über den weston Usern. Bei neueren Linuxversionen kann es zu Berechtigungsprobleme kommen. Um diese zu vermeiden, konfigurieren unsere Setup-Skripte bei Bedarf das HALCON-Verzeichnis automatisch für den Weston-User. Wenn Skripte ausgeführt werden, geschieht dies in der korrekten User-Umgebung mit gesetzter Display-Umgebungsvariable (DISPLAY=:0.0), was eine latenzfreie Bildausgabe auf dem Monitor garantiert.

Sensor-Routing: ISI vs. ISP
Sobald eine vollwertige HALCON-Lizenz (mit Dongle) verwendet wird, kann die Software live auf den Datenstrom der phyCAM - Kameramodule zugreifen. Hierbei bieten wir unterschiedliche Routing-Pfade, die je nach SoC-Fähigkeit in der Boot-Umgebung geladen werden. Bevor Halcon auf den Bild-Datenstrom zugreifen kann, erfolgt die Konfiguration in der Kamera und in der Kameraschnittstelle des Prozessors mittels dem media-ctl Tool. Das abholen und weiterleiten der Bilddaten vom video-device wird komfortabel mit einer GStreamer pipeline im HALCON konfiguriert:

  • Direkter Pfad (ISI - Image Sensor Interface): Hier holt HALCON die Daten am Ende der GStreamer pipeline ab. Dieser Weg eignet sich besonders um Daten möglichst "raw" zu erhalten^und zu verarbeiten.

  • ISP-Pfad: Bei Prozessoren mit integriertem Image Signal Processor (wie z.B. dem i.MX 8M Plus) werden Start-Skripte verwendet, die den Datenstrom zuerst durch den Hardware-ISP leiten. HALCON holt dann ebenfalls die Daten mittels einer GStreamer Pipeline ab. Eerhält aber so ein bereits optimal farbkorrigiertes und debayertes Bild, was die CPU massiv entlastet und wertvolle Rechenzeit für die eigentlichen Machine-Vision-Algorithmen freigibt.

Empfohlene Hardware

Um unsere System on Modules und phyCAM-Module in der Praxis zu evaluieren, bieten wir passgenaue Embedded Vision Entwicklungskits an. Diese Bundles enthalten alles, was Sie für den Start benötigen: System on Module (SoM), Baseboard, Kamera, Objektiv und ein downloadbares vorinstalliertes Vision-BSP mit HPEEK und den HALCON-Beispielen.

Für anspruchsvolle Videoanwendungen empfehlen wir insbesonderen diese Plattformen:

Unsere Referenz für Embedded Vision – mit Dual-ISP und dedizierter KI-Einheit (NPU) für performante Multi-Kamera-Setups.

Die nächste Architektur-Generation, ausgestattet mit massiver KI-Rechenleistung und neuesten MIPI-CSI-Schnittstellen für hochauflösendes Streaming.

Weitere Vision-Setups für andere SoCs und Formfaktoren finden Sie auf unserer Imaging Kit-Übersichtsseite.

Das PHYTEC phyCAM-Portfolio
Die HALCON-Integration entfaltet ihr volles Potenzial durch unser umfangreiches Angebot an industrietauglichen Kameramodulen (phyCAM - Serie). Egal ob Rolling-Shutter oder Global-Shutter, monochrome oder color, 1 Megapixel bis 4k Auflösungen – unsere Hardware und Software-Treiber sind perfekt aufeinander abgestimmt.

Welches Setup passt am besten zu Ihren Anforderungen? Kameramodule können z.B. durch das standardisierte phyCAM-Interface einfach ausgetauscht werden. Sprechen Sie uns an – wir helfen Ihnen gerne bei der Auswahl der richtigen Hardware.

Links & Ressourcen

Aufgrund der Lizenzstruktur von MVTec gestaltet sich der Start mit HALCON etwas anders als bei reinen Open-Source-Tools. Sie haben zwei Möglichkeiten:

1. Der schnellste Weg: Vorcompilierte FTP-Images
Für ausgewählte Kits (wie das phyBOARD-Pollux) bieten wir auf unserem FTP-Server fertige SD-Karten-Images an, in denen das Vision-BSP und HPEE/HALCON bereits vollständig installiert sind. Flashen Sie dieses Image, booten Sie das System und starten Sie direkt die HPEEK-Demo. Um die HALCON Demos mit den Live-Kameradaten zu testen benötigen Sie einen Lizenzdongle der Firma MVTec.

2. Manuelle Installation über das Standard-Vision-BSP
Wenn Sie unser reguläres phytec-vision-image verwenden:

  1. Flashen Sie das Image auf eine microSD-Karte (min. 4GB) und erweitern Sie nach dem ersten Booten die Partitionsgröße.

  2. Registrieren Sie sich auf der MVTec Website für Embedded Vision und laden Sie die Linux-ARM (64-Bit) Version von HPEEK/HALCON herunter.

  3. Kopieren Sie das Archiv auf Ihr Board, entpacken Sie es und passen Sie die Rechte für den Display-User an.

HPEEK Demos vs. Live-Kamera-Zugriff

  • HPEEK Demos: Können sofort und ohne Lizenz über den Befehlszeilen-Aufruf gestartet werden (z.B. für Deep-Learning-Evaluationen).

  • Live- phyCAM-Zugriff: Sobald Sie eigene HDevelop-Demos mit echtem Kamerabild ausführen möchten, benötigen Sie eine gültige HALCON-Lizenz. Kopieren Sie dazu Ihre Lizenzdatei auf das Board und stecken Sie den MVTec-Dongle ein. Unsere bereitgestellten Start-Skripte initialisieren dann den Datenpfad zwischen Kamera und HALCON.