Beispiel für Embedded Vision: Zwei Embedded-Vision-Systeme erstellen im vernetzten Betrieb 3-D-Aufnahmen, detektieren die Bauteilposition und führen den Greifarmroboter für die Entnahme.

Beispiel für Embedded Vision: Zwei Embedded-Vision-Systeme erstellen im vernetzten Betrieb 3-D-Aufnahmen, detektieren die Bauteilposition und führen den Greifarmroboter für die Entnahme. Vision Components

Das Problem an der Thematik: für das, was mit Embedded Vision gemeint ist, existiert keine allgemein anerkannte Definition. Zum Einstieg hilft daher eine Begriffsklärung. Vision Components versteht „Embedded-Vision-Systeme“ als eine Verschmelzung der Begriffe „Embedded-System“ und „Computer-Vision-System“.

Als „Embedded (Computing) System“ oder eingebettetes System bezeichnet das Unternehmen eine Einheit aus Hardware mit Bildsensor und Software, die alleinstehend oder als Teil einer größeren Anlage eine bestimmte Aufgabe ausführt.

„Computer Vision“ lässt sich synonym mit BV (Bildverarbeitung) verwenden. Ein Vision-System besteht aus Beleuchtung, Objektiv, Bildsensor beziehungsweise Kamera, Verarbeitungseinheit (integriert oder in einen Industrie-PC ausgelagert) und Software.

Zusammengenommen ergibt sich aus diesen beiden Teilen folgende Definition: Ein Embedded-Vision-System ist ein kompaktes autonomes Gerät mit Hardware und Software, das unabhängig – ohne Unterstützung durch externe Rechenpower –Bildverarbeitungsaufgaben löst. Dabei können Hersteller und OEMs die Systeme auch speziell auf eine bestimmte Aufgabe oder ein Aufgabenspektrum hin optimieren.

Praxisrelevante Merkmale

Für OEMs stellen Embedded-Vision-Systeme ideale Komponenten zur Integration in ihre Anlagen dar, denn sie können als Stand-alone-Geräte völlig autark arbeiten. Darüber hinaus lassen sich auch alle denkbaren Schnittstellen für eine vernetzte Automatisierung verbauen. Embedded-Vision-Systeme haben eine kompakte Bauform und bestehen aus weniger Bestandteilen als PC-basierte Bildverarbeitungssysteme. Häufig sind alle Komponenten, zum Beispiel die Beleuchtung, in einem Gesamtsystem integriert. Daher lassen sich die Systeme einfach handhaben. Wartungsaufwand und Stromaufnahme sind sehr gering, was mobile und dezentrale Anwendungen einfacher und effizienter macht. Der modulare Aufbau ermöglicht es zudem, die Passform flexibel den konstruktiven Anforderungen anzupassen sowie die Komponenten auf das Nötigste zu beschränken, um für jede Anwendung das optimale Preis-Leistungs-Verhältnis zu erreichen, vor allem bei Platinenkameras. Auch die Schutzart bei Gehäusekameras können Anwender bedarfsgemäß spezifizieren. Damit zeigen sich Embedded-Vision-Systeme PC-basierter Bildverarbeitungstechnik in vielen Punkten überlegen: Platzraubendes, kostenintensives und fehleranfälliges Zubehör wie Festplatten, Lüfter und Schaltschränke entfallen. Leistungstechnisch lösen die Systeme eine große Zahl industrieller Bildverarbeitungsaufgaben – darunter auch Hochgeschwindigkeitsapplikationen.

Einsatzgebiete

Einsatz finden Embedded-Vision-Systeme aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit und Flexibilität in sehr vielfältigen Bereichen, zum Beispiel im weiten Feld der Inspektion, Fertigungsüberwachung und Qualitätskontrolle:

  • Schwarz-Weiß- und Farb-Flächenkameras identifizieren beispielsweise Verarbeitungsfehler und Beschädigungen wie Kratzer oder Farbabweichungen an verschiedenen Produkten. Sie prüfen in der Elektronikindustrie ICs auf intakte Pins und Leiterbahnen. In Verpackungsanlagen überwachen sie Füllstand, Vollständigkeit, den korrekten Sitz von Verschlüssen und Labels sowie korrekte Aufdrucke.
  • 3-D-Lasertriangulationssensoren eignen sich für die Profilkontrolle, beispielsweise bei der Schweißnahtüberwachung.
  • Stereokameras gleichen Objekte mit komplexen Oberflächen mit einem Muster ab und stellen Abweichungen fest. Außerdem dienen sie zur Lageerkennung.
  • Optische Codeleser und Systeme für Schriftzeichenerkennung und -verifizierung (OCR/OCV) kommen in Logistik und Fertigung bei Identifikation und Sortierung zum Einsatz.

In der Robotik werden verschiedene 3-D-Vision-Systeme eingesetzt: Triangulationssensoren und Stereokameras liefern Echtzeitdaten für die Roboterführung zum Beispiel beim Schweißen, Kleben oder Vermessen. Sie übermitteln außerdem exakte Positionsdaten für Pick & Place in Montagelinien und für den Griff in die Kiste (Bin Picking).

Weitere Anwendungen für Stereokameras sind fahrerlose Transportfahrzeuge und Drohnen, zum Beispiel in automatisierten Lagerhäusern.

Beispiele aus der Praxis und eine kurze Geschichte der Embedded Vision gibt es auf Seite 2

Seite 1 von 212