Maschinen das räumliche Sehen beibringen
Eine leistungsfähige industrielle Bildverarbeitung (Machine Vision) ist für eine automatische Sichtprüfung und die Führung von Industrierobotern äußerst wichtig. In Europa gibt es rund 3 000 kleine und mittlere Unternehmen (KMUs), die im Bereich der industriellen Bildverarbeitung tätig sind. Diese KMUs beliefern wiederum 300 000 weitere KMUs im Maschinenbau- und Automatisierungssektor mit Dienstleistungen und Produkten. Die derzeitige Machine-Vision-Technologie hat jedoch Grenzen, denn sie beruht auf 2D-Kameras ohne Tiefenschärfe und Kontrast. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts "Efficient 3D completeness inspection" (3DCOMPLETE) wurde an der Entwicklung besserer 3D-Sichtprüfverfahren unter Nutzung zweier verschiedener Technologien gearbeitet. Die erste ist die "Full 3D"-Orthobild-Technologie, wobei aus einer geringen Anzahl von Bildern eines Objekts beliebige Objektansichten berechnet werden. Die zweite ist die sogenannte erweiterte 2,5D-Scanning-Technologie, bei der dreidimensionale Konturdaten mit Farb- und Texturinformationen kombiniert werden. Im Hinblick auf die gesteckten Ziele führte man Tests in der Automobilindustrie und der Elektronik-Fertigung durch, um Kriterien der Qualitätskontrolle festzulegen, auf die man sich bei der Entwicklung einer solchen Technologie beziehen kann. Unter Verwendung mehrerer hochpräziser Kameras, virtueller Sensoren und modernster Softwarealgorithmen integrierte das Projektteam beide Technologien in zwei Demonstrationssysteme. Man entwickelte zwei Systeme, die auf verschiedene Anforderungen und Budgets abzielen: ein hochwertiges System mit einer großen Anzahl von Kameras und eine preiswerte Option mit viel weniger Kameras. Zusammenfassend: Das Projektteam entwickelte einen "Full 3D"-Prototyp, der Bilder aus schrägen Blickwinkeln nutzt, um beliebige Ansichten eines industriellen Prozesses zu generieren, die eine genaue Sichtprüfung ermöglichen, und um die Tiefenrekonstruktion zu verbessern. Außerdem wurde ein Kamera-Prototyp für eine "erweiterte 2,5D"-Bildgebung geschaffen, der Profil-Scanner mit Farbkameras kombiniert, um Farbpunktwolken zu generieren, die die Qualitätssicherung und Überwachung bei industriellen Prozessen erleichtern. Im Rahmen des Projekts 3DCOMPLETE konnten viele Probleme der industriellen Bildverarbeitung gelöst werden. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse einen starken Einfluss auf Endkontrollsysteme von Fertigungsstraßen haben werden. Die Technologie könnte einen Wandel bei herkömmlichen Prüfsystemen von Fertigungsstraßen herbeiführen, denn sie ermöglicht eine bessere Datenqualität und Kosteneinsparungen. Die Projektergebnisse wurden auf der CONTROL in Stuttgart, Deutschland, vorgestellt und in zahlreichen wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht. Geplant sind eine Feineinstellung und eine Verwertung der Technologie, die in der industriellen Bildverarbeitung (Machine Vision) ein neues Paradigma durchsetzen wird. Dieses Vorhaben wird in besonderem Maße industriellen Verfahren und Fertigungsstraßen verschiedener Industriezweige zugutekommen.
