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3D-Bildverarbeitung für die Produktion

Neue Höhenflüge durch Time-of-Flight

6. Juli 2020, 20:28 Uhr | Peter Stiefenhöfer

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Hohe Flexibilität: Individuell anpassbare 3D-ToF-Kameras

Einen generellen Trend bei ToF-Systemen sieht Mike Gonschior darin, dass in vielen Anwendungen nicht die Anzahl der Informationen entscheidend ist, sondern vielmehr deren Genauigkeit. Diese Marktanforderung setzt ifm mit einem technischen Kniff um. Im Standard-Modus betrachtet die Kamera 100.000 Pixel einzeln und kann Objekte so gut klassifizieren und bewerten. Dies ist unter anderem bei der Vollständigkeits- und Qualitätskontrolle von Bedeutung – etwa wenn erkannt werden soll, ob auf einer Palette alle nötigen Objekte vorhanden sind oder alle Flaschen in einem Getränkekasten mit Deckel versehen sind. Wo weniger, aber exaktere Daten in der Tiefeninformation, ein geringeres Signalrauschen sowie eine höhere Fremdlichtfestigkeit erforderlich sind, lassen sich die Kameras über Software-Einstellungen in einem speziellen Binning-Modus betreiben. Bei ihm beruhen die Messergebnisse nicht auf einzelnen, sondern auf dem Durchschnitt von vier zusammengefassten Pixeln. Der Binning-Modus kommt beispielsweise zum Einsatz, wenn Industrieroboter Pakete schnell und abstandsgenau greifen und platzieren müssen. »Auf diese Weise profitiert der Anwender von einer erhöhten Flexibilität der Kamera und kann sie im jeweils optimalen Modus betreiben«, führt Mike Gonschior aus. Als weitere Möglichkeit zur Datenreduktion erlaubt jede O3D-Kamera die Definition von bis zu 64 Regions of Interest (ROI), wodurch nur Teile der aufgenommenen Sensordaten betrachtet werden.

Die Flexibilität reicht jedoch noch weiter, so Sebastian Vögele: »Anwender können unsere 3D-ToF-Kameras darüber hinaus individuell anpassen und beispielsweise diverse Filter zuschalten, die ebenfalls zu einer Optimierung der Datenmengen beitragen können. In den Standardeinstellungen sind diese Filter zunächst deaktiviert, und der Anwender kann die Kameras dann je nach Einsatzfall konfigurieren.« Um derartige Einstellungen möglichst einfach zu gestalten, stellt ifm seinen Kunden Software Development Kits (SDKs) und andere für Windows- und Linux-Systeme geeignete Bibliotheken zur Verfügung. Darüber hinaus finden sich eigene Repositories auf der Entwicklungsplattform GitHub. Diese Vielzahl von Möglichkeiten erlaubt Anwendern, ihre Systeme komfortabel an die jeweilige Applikation anzupassen. Damit können Anwender unter anderem auch festlegen, ob sie sich die Ergebnisse als kartesische Koordinaten oder perspektivisch anzeigen lassen wollen.

3D-ToF-Kameras: Einsatz in zahlreichen Anwendungen

Bei der Entwicklung seiner 3D-Kameras hat ifm die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Beginn an berücksichtigt und hält besonders robuste Modellvarianten bereit, die ihre Aufgabe auch in rauen Anwendungen wie etwa in Häfen bei der Container-Verladung oder generell in Outdoor-Anwendungen über lange Zeiträume hinweg zuverlässig erledigen.

Durch seinen eigenen Support stellt ifm zudem sicher, dass sich Anwendungen schnell und effizient realisieren lassen. So unterstützt das Unternehmen seine Kunden etwa beim Transfer vorhandener Anwendungen in seine ToF-Kameras oder stellt spezielle SDKs zur Verfügung, die eine Anbindung seiner 3D-Technologie an Roboter verschiedener Hersteller ermöglichen. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Objektdaten in 3D-Roboterdaten umrechnen, um ein problemloses Greifen zu ermöglichen. Für eine einfachere Integration von Robotern des Herstellers Universal Robots hat ifm einen eigenen Treiber für dessen Software-Plattform „URcaps“ entwickelt.

»Mit der Vielzahl von ToF-Produktoptionen und dem zugehörigen Expertenwissen stellt ifm seinen Kunden eine breite Auswahl von 3D-Möglichkeiten für fast jede Anwendung zur Verfügung, die mit dieser Technologie wirtschaftlich sinnvoll gelöst werden kann«, hebt Mike Gonschior hervor. Derzeit erweitert das Unternehmen wegen der positiven Marktentwicklung und der aktuellen Prognosen die Produktionskapazitäten, um an dem erwarteten Wachstum voll teilhaben zu können.

Peter Stiefenhöfer ist Gründer und Inhaber von PS Marcom Services.