Bildverarbeitung Goldeye
Bildverarbeitung Goldeye Infrarotkamerafamilie ausgebaut Schnelle Goldeye G-033 mit neuem InGaAs-Sensor und Cool-Modellvariante mit erweiterter Sensorkühlung ergänzen das Angebot an SWIR-Kameras. Auf der VISION 2014 präsentierte Allied Vision neue Modelle seiner Goldeye Infrarotkameraserie. Die Goldeye ist als sogenannte SWIR- Kamera (Short-Wave Infrared) im Kurzwellen-Infrarotbereich empfindlich (900-1700 nm). Goldeye G-033 ist schnellste SWIR Kamera mit GigE Vision Interface. Die neue Goldeye G-033 ist mit modernster InGaAs Bildsensortechnologie ausgestattet. Wie bei der Goldeye G-032 handelt es sich dabei um einen VGA-Sensor (640 x 512 Pixel). Die Pixelgröße allerdings ist deutlich kleiner (15 µm statt 25 µm), was den Einsatz von preisgünstigeren Optiken ermöglicht. Der größte Vorteil der Goldeye G-033 gegenüber anderen SWIR- Kameras mit InGaAs-Sensor ist jedoch die extrem hohe Bildwiederholrate. So liefert die Kamera bei Vollauflösung im 12-Bit-Mode über 230 Bilder pro Sekunde. Bei QVGA-Auflösung (320 x 240) sind es sogar über 900. Somit eignet sie sich für eine Fülle von anspruchsvollen Applikationen, bei denen eine extrem hohe Bildwiederholrate im Vordergrund steht. Dies gilt insbesondere für Inline-Inspektionsprozesse wie beispielsweise bei der Glasproduktion (Hot- End Glass Inspection) oder in der Recyclingindustrie bei der Sortierung von verschiedenen Plastiksorten (Hyperspektroskopie/Hyperspectral Imaging). Goldeye Cool: Stärkere Sensorkühlung für lange Belichtungszeiten Auf der VISION präsentierte Allied Vision erstmals die Cool-Version der Goldeye-Kamerafamilie. Alle Goldeye-Modelle verfügen über eine aktive Sensorkühlung, um besonders rauscharme, hochqualitative Infrarotbilder zu liefern. Die lüfterlosen Standardmodelle Goldeye G-032 und Goldeye G-033 sind mit einstufigen Peltier- bzw. Thermo Electric Cooling (TEC1) Elementen ausgestattet. Diese können den Bildsensor um bis zu 30 Kelvin im Vergleich zur Gehäusetemperatur herunterkühlen. Die neue Goldeye G-032 Cool bietet dagegen eine zweistufige Peltier- Kühlung (TEC2) und zusätzlich eine mit Stickstoff gefüllte Kühlkammer, welche das Herunterkühlen der Sensortemperatur um bis zu 60 Kelvin ermöglicht. Die verstärkte Sensorkühlung unterdrückt insbesondere das Dunkelstromrauschen und ermöglicht so für SWIR-Kameras sehr lange Belichtungszeiten von bis zu 10 Sekunden. Diese Eigenschaft ist vor allem in besonders anspruchsvollen Inspektionsanwendungen im wissenschaftlichen Umfeld sowie der Industrie relevant. In der Halbleiter- und Photovoltaikindustrie beispielsweise im Bereich der Photolumineszenz, wo relevante Effekte erst bei langen Belichtungszeiten zum Vorschein kommen. Volle Industrietauglichkeit und hohe Bildqualität Allied Vision hat dafür gesorgt, dass die neue Goldeye insbesondere für den Einsatz im industriellen Umfeld gerüstet ist. Die neuen Goldeye Kameras im Standardgehäuse sind extrem kompakt: Mit 55 x 55 x 78 mm sind sie die kleinsten SWIR-Kameras mit Gigabit Ethernet Interface. Die Schnittstelle folgt dem industriellen GigE Vision Standard, so dass die Kamera problemlos mit allen gängigen Bildverarbeitungsbibliotheken benutzt werden kann. Dank Power over Ethernet reicht ein Kabel aus, um die Bilddaten über bis zu 100 m zu übertragen und die Kamera mit Strom zu versorgen. Die neue Goldeye kann selbst unter erschwerten Bedingungen betrieben werden. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -20 °C bis +50 °C. Das robuste Metallgehäuse ist darüber hinaus bis auf die Rückseite an allen Seiten mit Befestigungsgewinden ausgestattet, um den Einbau in Systeme zu erleichtern. Umfassende I/O Kontrollmöglichkeiten zum Triggern des Bildeinzugs und zum Synchronisieren der Kamera mit externen Geräten vereinfachen ebenfalls die Systemintegration (2 Eingänge und 3 Ausgänge, plus RS232 Schnittstelle). Die etwas größeren Goldeye Cool Modelle (80 x 80 x 90 mm) ermöglichen darüber hinaus den Einsatz in anspruchsvolleren Anwendungen in der Wissenschaft und Industrie. Hier steht neben der hohen Bildqualität häufig eine extrem lange Belichtungszeit im Vordergrund. Über Allied Vision Seit über 25 Jahren hilft Allied Vision Menschen, mehr zu sehen um mehr zu leisten. Das Unternehmen liefert Kameratechnologie und Bilderfassungslösungen für die industrielle Inspektion, die Wissenschaft, die Medizintechnik, die Verkehrsüberwachung und viele weitere Anwendungsgebiete der digitalen Bildverarbeitung. Mit einem tiefen Verständnis für die Bedürfnisse seiner Kunden findet Allied Vision individuelle Lösungen für jede Applikation. So wurde Allied Vision zu einem der weltweit führenden Kamerahersteller für den Machine Vision Markt. • Allied Vision Technologies GmbH info@alliedvisiontec.com www.alliedvisiontec.com 36 PC & Industrie 12/2014
Bildverarbeitung Einfache Sortierung mit racer Kameras Eine typische Anwendung für Zeilenkameras ist die Sortierung verschiedener Arten von Gütern. Mit Zeilenkameras ausgestattete Inspektionssysteme – sowohl für Innen- als auch Außenbereiche – können zur Sortierung vielfältiger Objekte wie z.B. Lebensmittel, Abfall, Bergbauprodukte, Post, Pakete usw. verwendet werden. Typischerweise laufen diese Objekte an einem Kamerasystem vorbei, wo sie kontinuierlich auf dem Transport zu ihrem nächsten Ziel gescannt werden. Hierzu müssen die Kamerasysteme direkt im Handling-Bereich installiert werden. Die Basler racer Kamera ist die ideale Wahl für Sortieranwendungen. Mit ihrem Portfolio von 2k- bis 12k-Kameras und einer Zeilenrate von bis zu 80 kHz können nahezu alle Auflösungs- und Geschwindigkeitsanforderungen erfüllt werden. Das kompakte Gehäuse und die geringe Wärmeerzeugung unterstützen Mehrkamerasysteme zu niedrigen Kosten. Aber was sind die kritischen Funktionen für Kameras in Sortiersystemen? Inspektionssysteme evaluieren mit Hilfe einer Bildverarbeitungs-Software die Kamerabilder und sortieren die Güter mittels spezifischer Algorithmen in Kategorien. Je mehr Daten über die gescannten Objekte gesammelt werden, desto besser ist die Qualität der Evaluierungsergebnisse. Die Auflösung der Kameras muss daher hoch genug sein, um so viele Bilddaten wie möglich zu generieren und eine zuverlässige Klassifizierung der verschiedenen Inspektionsobjekte zu liefern. Ein Förderband oder ähnliches Equipment transportiert die Güter am Sichtfeld der Kamera vorbei. Die Geschwindigkeit dieser Förderbänder variiert je nach den gescannten Objekten; langsam genug, um ihre stabile Position auf dem Band zu gewährleisten, während gleichzeitig der Durchsatz optimiert wird. Dadurch können sich die Elemente nicht unkontrolliert bewegen bzw. überlappen. Eine typische Förderbandgeschwindigkeit liegt bei rund 15-20 Meter pro Minute. Dies entspricht einer Zeilenrate der Kamera von 35-45 kHz. Höhere Auflösung spart Komponenten Um die ganze Breite des Förderbands zu scannen, ist u.U. mehr als eine Kamera notwendig. Je höher die Auflösung der Kamera, desto weniger Kameras und desto weniger Komponenten (Objektive, Kabel usw.) werden benötigt. Die Kameras werden nebeneinander über oder neben dem gescannten Material, der erforderlichen optischen Auflösung entsprechend, montiert. Ein kleines Gehäuse und ein leistungsstarkes Wärmemanagementsystem sind notwendig, um so viele Kameras wie möglich in das System zu integrieren, aber gleichzeitig die Installation teurer Ventilatoren oder Kühlung zu vermeiden, um ein Überhitzen oder erhöhtes Signalrauschen zu verhindern. Wenn Kamerasysteme direkt am Förderband oder am Equipment installiert werden, sind längere Kabellängen von Vorteil. GigE-Kameras ermöglichen den Einsatz von Bus- Konzepten und unterstützen Kabellängen bis zu 100 Meter, womit hohe Flexibilität geboten wird. Ein Leistungsbereich von 12-24 V reduziert den Bedarf für zusätzliche Komponenten zur Stabilisierung der Leistungsspannung. Die Installation erfolgt schnell und einfach mit der umfassenden Installations- Software, die in der Basler pylon Camera Software Suite bereitgestellt wird, und wenn Kameras mit Industriestandards wie z.B. GenI- Cam, GigE Vision und Camera Link kompatibel sind. • Basler AG www.baslerweb.com Die pylon Camera Software Suite bekommt Verstärkung Ab sofort steht mit dem Basler pylon USB 3.0 AIK Adapter ein Treiber zur Verfügung, der es erlaubt, Basler USB 3.0-Kameras mit der bekannten Bildverarbeitungssoftware VisionPro von Cognex zu betreiben. Nach Installation der pylon Camera Software Suite oder pylon Runtime (U3V), läuft der AIK Adapter auf allen 32- und 64-bit Betriebssystemen. Der Basler pylon USB 3.0 AIK Adapter kann kostenlos im Download-Bereich herunterladen werden. Eine Application Note hilft bei der Installation und Inbetriebnahme des Treibers. PC & Industrie 12/2014 37
