7-2020

Bildverarbeitung

Bildverarbeitung Anwendungsgebiete von 3D-Vision- Technologien erweitert Neue hochauflösende Intel RealSense LiDAR-Tiefenkamera aus dem FRAMOS Portfolio erweitert 3D-Vision- Anwendungsgebiete Framos sieht durch den Einsatz von LiDAR-basierten Highres- Tiefen kameras gute Möglichkeiten, die Anwendungsgebiete von 3D-Vision-Technologien zu erweitern und Stereo-Tiefenkameras in Teilbereichen zu ersetzen. Die neue Intel RealSense LiDAR- Tiefenkamera L515 erreicht aufgrund ihrer Auflösung und Präzision selbst bei großer Reichweite bis 9 m eine viel höhere Kantenschärfe als Stereo-Kameras. Somit ist sie in bestimmten Anwendungsgebieten den 3D-Stereo-Vision- Systemen überlegen und speziell für Kunden interessant, die sich für Highres-3D-Scanning-Applikationen interessieren. Die hohe Reichweite, Kantenschärfe und Kompaktheit der Tiefenkamera L515 macht sich beispielsweise die Logistikbranche zunutze. Kompakt und sparsam Die kompakte Größe und geringe Leistungsaufnahme der L515 von weniger als 3,5 W vereinfachen ihre Integration in mobile Geräte, etwa in tragbare Scanner für Volumenmessungen. Die Kenntnis der Größe der zu stapelnden Objekte hilft dabei, den verfügbaren Regalplatz optimal zu nutzen. Außerdem berechnen die meisten Versand unter nehmen heute die Versandkosten nicht mehr nur nach Gewicht, sondern beziehen die Paketgröße über das Volumengewicht in das Preismodell mit ein. Mit der Tiefenkamera L515 lässt sich die Erfassung der Paketabmessungen unabhängig von der Ausrichtung gut automatisieren und zeitaufwändige manuelle Tätigkeiten beim Vermessen der Pakete entfallen. Hohe Auflösung Die laut Hersteller weltweit kleinste hochauflösende LiDAR- Tiefenkamera L515 wiegt etwa 100 g und ist so klein, dass sie in eine Handfläche passt Formenleerkontrolle für jede Anlage Im Unterschied zu anderen LiDAR- Systemen, beispielsweise in Fahrzeugen oder fahrerlosen Transportsystemen (FTS), wurde die neue Intel RealSense Tiefenkamera L515 nicht für die Objekterfassung auf große Distanzen konzipiert, sondern für die Erstellung von 3D-Bilder mit hoher Bildwiederholfrequenz, Auflösung und Genauigkeit. Die L515 erreicht bei kontrollierter Innenbeleuchtung eine bisher beispiellose räumliche Tiefe mit einem Z-Fehler von weniger als 20 mm bei einer maximalen Reichweite bis 9 m. Sie wiegt etwa 100 g und ist mit einem Durchmesser von 61 mm und einer Höhe von 26 mm kleiner als ein Tennisball. Sehr klein und äußerst effizient Die L515 ist somit die laut Herstellerangaben kleinste und energieeffizienteste Festkörper-LiDAR- Tiefen kamera der Welt mit XGA- Auflösung und großem Erfassungsbereich von 0,25 m bis 9 m. Sie erzeugt 30 Bilder pro Sekunde mit einer Auflösung von 1024 x 768 Pixeln bei einem Sichtfeld (Field of View, FOV) von 70° x 55° (±2°) und erfasst dabei 23 Millionen Punkte mit zugehöriger Tiefeninformation. Die kurze Pixel-Belichtungszeit von unter 100 ns minimiert Bewegungsunschärfe-Artefakte sogar bei schnell bewegten Objekten, beispielsweise Pakete auf einem Förderband. Die Millimeter-Genauigkeit bleibt während der gesamten Lebensdauer der Tiefenkamera auch ohne Kalibrierung erhalten. Neben der Logistik finden sich viele andere Anwendungen in der Industrie und Robotik sowie in den Bereichen 3D- (Body-) Scanning, im Gesundheitswesen und Einzelhandel. • FRAMOS www.framos.com Bi-Ber hat in über 20 Jahren europaweit an die 100 Systeme für die optische Formenleerkontrolle in der Süßwarenproduktion installiert. Neben kundenindividuellen Ausführungen sind heute vier Standardsysteme für bis zu 1050 mm breite Formen verfügbar. Hochauflösende GigE-Farbkameras erfassen kleinste Produktreste in Leerformen. Die Windows-basierten Prüfsysteme mit einer einheitlichen mehrsprachigen Firmware eignen sich für Formen aus allen üblichen Materialien: Polycarbonat, Metall, Silikon. Das Modell B(asis) vereint Kameras, Beleuchtung und Touch-Panel-PC in einem Edelstahlschrank, der direkt auf die Förderanlage gesetzt wird und Fremdlicht abschirmt, sodass eine hohe, wiederholbare Aufnahmequalität gewährleistet ist. Die Verwendung mehrerer Kameras ermöglicht bei kurzem Arbeitsabstand große Überwachungsbreiten. Türen im Schaltschrank gewährleisten gute Zugänglichkeit der Anlage. Das Modell S(eparat) bietet hinsichtlich Zugänglichkeit und Fremdlichtabschirmung alle Vorteile des Basissystems. Aufnahmetechnik und Rechner sind in zwei getrennten Schaltkästen untergebracht. Der Schrank mit Bedien- Panel lässt sich frei positionieren, sodass er bequem zugänglich ist. • Bi-Ber GmbH & Co. Engineering KG www.bilderkennung.de 34 PC & Industrie 7/2020

Bildverarbeitung Industrielle Smart-Kamera mit Deep-Learning- Software In-Sight D900 bietet eine Komplettlösung für komplexe In-Line-Inspektionsaufgaben (Bild: Cognex Corporation) Cognex Corporation hat das Bildverarbeitungssystem In-Sight D900 auf den Markt gebracht. Es ist die erste Lösung dieser Art, die mit der Cognex ViDi Deep-Learning- Software in einer industrietauglichen In-Sight Smart-Kamera ausgestattet ist. Das in sich geschlossene System wurde entwickelt, um ein breites Spektrum komplexer In-Line-Inspektionsanwendungen zu lösen, einschließlich optischer Zeichen erkennung (OCR), Montageüberprüfung und Fehlererkennung. ViDi Deep-Learning- Software „Moderne Fertigungsunternehmen wenden sich zunehmend der Deep-Learning-basierten Bildverarbeitung zu, um Prüfungen zu lösen, die zu kompliziert, zeitaufwändig oder kostspielig sind, um sie mit menschlichen Prüfern oder regelbasierter Bildverarbeitung zu programmieren“, so Jörg Küchen, Senior Vice President Vision Products bei Cognex. „Dank der Einbettung unserer ViDi Deep-Learning-Software in In-Sight Bildverarbeitungssysteme können Kunden selbst die komplexesten visuellen Inspektionen schnell, einfach und kosteneffektiv lösen“. Grenzen in der Fabrikautomatisierung Durch die Kombination der Selbstlernfähigkeit eines menschlichen Prüfers mit der Robustheit und Konsistenz eines Bildverarbeitungssystems erweitert In-Sight D900 die Grenzen dessen, was in der Fabrikautomatisierung geprüft werden kann. Das System, das anhand einer geringen Anzahl von Musterbildern eingerichtet werden kann, nutzt die vertraute und benutzerfreundliche Spreadsheet-Plattform von Cognex und erfordert weder einen PC noch Deep- Learning-Kenntnisse. Automatisierung Das In-Sight D900 eignet sich ideal für die Automatisierung komplexer Prüfanwendungen in einer Reihe von Branchen, darunter Auto mobil, Unterhaltungselektronik, Konsumgüter, Verpackung, Lebensmittel und Getränke, medizinische Geräte und Logistik. • Cognex www.cognex.com 1 mm dünne optische Filter Filter spielen in Bildverarbeitungssystemen eine wichtige Rolle. Sie blockieren unerwünschte Wellenlängen und störendes Umgebungslicht, während ausgewählte Wellenlängenbereiche mit einem hohen Prozentsatz übertragen werden. Als optisches Element muss der Filter diverse Anforderungen erfüllen, um sicherzustellen, dass er keinen Einfluss auf die Auflösung des Gesamtsystems hat. Die Lambda/4 Wellenfrontdeformation sorgt zudem dafür, dass das MTF nicht beeinträchtigt wird. Hohe Oberflächenqualität Die 1 mm dünnen Filter mit hoher Oberflächenqualität sind speziell für die Platzierung zwischen Objektiv und Sensor entwickelt worden. Ausgestattet mit der Schneider-Kreuznach typischen Beschichtung (hohe Transmission und steile Steigungen) eignen sie sich hervorragend für anspruchsvolle Anwendungen in der Bildverarbeitung. Sie sind zudem mit einer ultra-niedrigen Antireflexionsschicht ausgestattet, welche u. a. für die Verkehrsüberwachung wichtig ist. Aufgrund einer Wellenlängentoleranz von nur ±1 % werden diese Filter bevorzugt in messtechnischen Systemen eingesetzt. Optimiert für die in der industriellen Bildverarbeitung gängigen LEDs, sind sie ideal für automatisierte Inspektionssysteme wie Lebensmittel- und Getränkekontrolle oder Logistik. So wird beispielsweise der blaue Bandpass BP 465-70 HT oft in 3D-Messanwendungen eingesetzt. Für Nacht-/Tagkameras bietet Schneider- Kreuznach den Filter VIS-85 an, der im sichtbaren Bereich 430 - 680 nm und 855 nm ±15 nm transmittiert. • Jos. Schneider Optische Werke GmbH www.schneiderkreuznach.com PC & Industrie 7/2020 35