Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Bilderfassung im Rahmen des Greiferbaukastens Bernd Köhler Forschungszentrum Karlsruhe Institut für Angewandte Informatik
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Übergeordnetes System (Montagemaschine mit globalem Positioniersystem ) Schnittstelle 2.2 Optisches Sensormodul Schnittstelle Schnittstelle 2.1 Schnittstelle 4 Schnittstelle 3 Greifantriebsmodul Greifsensorik- modul Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 4 Greifsensorik- modul Schnittstelle 3 Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 2.1 Greifantriebsmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Justiermodul/ Trägermodul Schnittstelle Schnittstelle 2.3 Optisches Sensormodul Aktorsteuerung/ Sensorsignalverarbeitung Direkte Verbindung (externe Ansteuerung/ externe Versorgung) Baukastenstruktur – Version 1.0 (10/2001)
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Pflichtenheft Bilderfassungsmodul Hardware: Sehfeld: 0,3 mm – 15 mm (Bauteile > 50 µm) Farbdarstellung nicht erforderlich Fokussierung: motorisch, möglichst automatisch Beleuchtung: Intensität regelbar; verschiedene Farben wünschenswert Tiefenschärfe: möglichst hoch bei den meisten Anwendungen; im Einzelfall kann auch eine geringe Tiefenschärfe vorteilhaft sein
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Technische Daten von 5 Miniaturkameras
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Aufnahmen mit Teleobjektiv und kurzem Tubus
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Aufnahmen mit Teleobjektiv und langem Tubus
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, CMOS/CCD:-CCD-Kameras bieten besseren Kontrast bei geringer Beleuchtung - CCD-Kamera erzeugen fühlbare Abwärme - CMOS-Kameras sind leichter und kleiner - Pixelauflösung ist bei den CMOS-Kameras geringer Erstes Fazit:-Miniaturkameras sind geeignet für Beobachtungen und einfache Aufgaben (Anwesenheitskontrolle) - preiswerte Optiken aus dem Überwachungsbereich sind nicht für diese Arbeitsabstände ausgelegt (Abbildungsfehler ↑ mit ↓ Arbeitsabstand) - Qualitätsschwankungen nicht ausgeschlossen bei solchen „Billigkameras“
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, mm Prototypgreifer mit integrierter Kamera
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Videobild von der integrierten Kamera: Teleobjektiv mit langem Tubus Fokussiert auf Greiferbacken:Fokussiert auf Unterlage: Videobild von der integrierten Kamera
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Bilderfassungsmodul Geplante Arbeiten: Aufbau von Bilderfassungsmodulen mit höherer Auflösung Aufbau geeigneter Beleuchtungseinrichtungen Entwurf einer geeigneten Schnittstelle (Mechanik, Spannungsversorgung, Signale)
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Pflichtenheft Bilderfassungsmodul Bildverarbeitungssoftware Erforderlich: Mustersuche zur Bestimmung der Bauteilposition Lesen von Barcodes bzw. Data Matrix Codes Autofokus Wünschenswert: Automatische Beleuchtungseinstellung Korrektur der Abbildungsfehler Bildverbesserung aus Mehrfachaufnahmen Bildverbesserung aus Beleuchtungsserien Bildrekonstruktion aus Fokusserien
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Weitere Funktionen: Mustersuche Markenzentren berechnen Erzeugen von Binärbildern Histogramm als Graphik Mausgesteuerte Fadenkreuze Graphische Grauwertprofile Nummerische Anzeige der Grauwerte Speichern/Lesen von Bildern Aufnahme von Bildserien Digitales Bildverarbeitungssystem DIPLOM (Digital Image Processing Library for Microstructures) Weitere Infos:
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Korrektur der Abbildungsfehler Korrektur von Helligkeitsfehler Erweiterung der DIPLOM-Bibliothek Aktuelle Arbeiten:
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Korrektur der Abbildungsfehler Korrektur von Helligkeitsfehler Erweiterung der DIPLOM-Bibliothek Aktuelle Arbeiten:
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Bild mit starken Verzeichnungen
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Bestimmung der Verzeichnung verzeichnetes Kamerabild eines regulären Gitters mit bekanntem Gitterabstand [µm] Maßstab [µm/Pixel] Korrekturmatrizen für x- und y-Verzeichnungen
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Originalbild Korrekturmatrizen für x- und y-Verzeichnungen Korrigiertes Bild Korrektur eines verzeichneten Bildes Rechenzeit zur Korrektur eines Bildes: ca. 0.4 s (Pentium II 450 MHz)
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Korrektur der Abbildungsfehler Korrektur der Helligkeitsfehler Erweiterung der DIPLOM-Bibliothek Aktuelle Arbeiten:
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Bestimmung der Helligkeitsfehler Bild einer homogen ausgeleuchteten Fläche (LED-Lichttisch) Korrekturmatrix für die Helligkeitsfehler
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Originalbild Korrigiertes Bild Helligkeitskorrektur Rechenzeit zur Korrektur eines Bildes: ca. 80 ms, mit Histogrammausgleich ca. 300 ms (Pentium II 450 MHz) Korrekturmatrix für die Helligkeitsfehler
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Originalbild (ohne Helligkeitskorrektur) Binärbild Anwendung der Helligkeitskorrektur Grauwertschwelle: 120Grauwertschwelle: 150 Originalbild (mit Helligkeitskorrektur) Binärbild Grauwertschwelle: 180
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Korrektur der Abbildungsfehler (Weiterentwicklung) Korrektur der Helligkeitsfehler (Weiterentwicklung) Erweiterung der DIPLOM-Bibliothek Geplante Arbeiten: automatische Helligkeitseinstellung
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Beteiligte Mitarbeiter: Franz Eberle Andreas Killet Bernd Köhler Andreas März Lars Nock
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Automatische Fokussierung Kontrast- und Konturoptimierung Bildfusion aus Beleuchtungsserien zusammengesetzte Großformatbilder Bildfusion aus Fokusserien DIPLOM-Funktionen für Mikrostrukturen
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Das Programm berechnet in ca. 0,04 s einen Fokuswert Automatische Fokussierung
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Je höher die Bildschärfe wird, umso größer wird dieser Fokuswert Automatische Fokussierung
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Gut fokussiert Automatische Fokussierung
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Kontrastverstärkung Kontrastarmes Bild wegen geringer Beleuchtung Histogramm- ausgleich Mittelwertbildung (50 Aufnahmen)
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Konturoptimierung Aufnahme gut ausgeleuchtet Mittelwertbildung (50 Aufnahmen) Lokale Konturoptimierung
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Einzelaufnahmen mit jeweils 768x572 Panoramabild (2200 x 1130) Zusammengesetzte Großformatbilder
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Bildrekonstruktion aus Fokusserien Fokusserie Rekonstruiertes Bild Höhenkarte
Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Bernd Köhler, Institut für Angewandte InformatikStatusseminar, Fusion aus Bild Bildrekonstruktion aus Beleuchtungsserien Bild 1 Bild 4