Industrielle Bildverarbeitung

IBV-Überblick: Sieben Produkte aus der Bildverarbeitung

| Redakteur: Gudrun Zehrer

Mit TwinCAT Vision lässt sich das Leistungsspektrum von PC-based Control um eine wichtige Facette der Maschinenautomatisierung erweitern: Damit stehen Bildverarbeitungsfunktionalitäten nun als SPS-Funktionsbausteine auf einer einheitlichen und durchgängigen Plattform zur Verfügung. Dazu wurde eine Bildverarbeitungsbibliothek entwickelt, deren Funktionsbausteine und Funktionen direkt aus der TwinCAT-SPS heraus aufrufbar sind. Die Funktionen laufen dann echtzeitfähig in der TwinCAT Runtime.
Mit TwinCAT Vision lässt sich das Leistungsspektrum von PC-based Control um eine wichtige Facette der Maschinenautomatisierung erweitern: Damit stehen Bildverarbeitungsfunktionalitäten nun als SPS-Funktionsbausteine auf einer einheitlichen und durchgängigen Plattform zur Verfügung. Dazu wurde eine Bildverarbeitungsbibliothek entwickelt, deren Funktionsbausteine und Funktionen direkt aus der TwinCAT-SPS heraus aufrufbar sind. Die Funktionen laufen dann echtzeitfähig in der TwinCAT Runtime. (Bild: Beckhoff)

In unserem aktuellen Themencluster zur industriellen Bildverarbeitung haben wir mehrere Neuheiten zusammengefasst: TwinCAT Vision integriert Bildverarbeitung nahtlos in die Automatisierungstechnik, Smartapplets setzt komplexe Bildverarbeitungsaufgaben einfach um, neue GigE Vision Firmware-Version 1.3 oder ein High-End-Lesegerät mit besonders leistungsstarker Bilderfassung u.a..

Bildverarbeitung in Echtzeit für den SPS-Programmierer

Mit TwinCAT Vision integriert Beckhoff umfassende Bildverarbeitungsfunktionalitäten in seine Steuerung. Damit umfasst TwinCAT alle Maschinenfunktionalitäten wie SPS, Motion, Robotik, Highend-Messtechnik, IoT, HMI und Vision auf einer durchgängigen Engineering- und Steuerungsplattform. Auf separate, meist extern entwickelte Vision-Lösungen kann verzichtet werden, so Beckhoff. Zudem soll sich ein großes Innovationspotenzial für den Maschinenbau eröffnen, z.B. durch die konsequente Synchronisierung mit anderen Automatisierungsaufgaben in Echtzeit oder mit der Nutzung für Track-and-Trace-Lösungen. Über ein standardisiertes Kamera-Interface lassen sich nahezu beliebige GigE-Vision-Kameras – auch mehrere parallel – einbinden und im TwinCAT Engineering konfigurieren. Die Kalibrierung der jeweiligen Kamera findet ebenfalls direkt in der Engineering-Umgebung statt, ist alternativ aber ebenso im laufenden Prozess in der Runtime möglich. Auch für die Programmierung der Bildverarbeitungslogik ist mit TwinCAT Vision weder ein eigenes Tool noch eine spezielle Programmiersprache erforderlich, denn die Vision-Applikation wird komplett in der SPS und mit SPS-Programmiersprachen erstellt.

USB 3.0 Kamera mit Rolling Shutter Sensoren mit größerer Lichtempfindlichkeit

Starvis-Sensoren von Sony sind nun auch für die mvBlueFOX3-2 Industriekamera von Matrix Vision erhältlich. Sony hat mit Starvis eine weitere CMOS-Familie eingeführt. Die Rolling-Shutter-Sensoren haben eine größere Lichtempfindlichkeit, da sie rückwärtig belichtet werden. D.h., die Lichtaufnahme findet direkt auf den Photodioden statt, ohne dass das Licht erst unterschiedliche Schichten an Elektronik passieren muss. Die hohe Lichtempfindlichkeit gepaart mit dem Dynamikumfang sollen eine neue Qualität in Anwendungen mit schwierigen Lichtverhältnissen bieten. Der 1/1.8"-Sensor mit 6,4 Mpixel (3096 x 2080) wurde in die USB3 Vision Kamerafamilie mvBlueFOX3 als mvBlueFOX3-2064 integriert und erreicht bei voller Auflösung eine Framerate von 50,1 fps. Zusätzlich haben die Entwickler von Matrix Vision die Möglichkeit der Triggerung sowie „mvRollingShutterFlash“ implementiert, ein spezieller Modus, der das Blitzen in Anwendungen erheblich vereinfachen soll.

GigE Vision Industriekameras mit erweitertem Funktionsumfang

Mit dem neuen Firmware Release 1.3 erweitert IDS den Funktionsumfang seiner GigE Vision Kameramodelle mit einer Reihe zusätzlicher Leistungsmerkmale. Dazu zählen beispielsweise Auto Exposure, Auto Gain, Subsampling, Black Level, LUT oder Gamma. Außerdem stehen neue Standardpixelformate zur Verfügung sowie ein vereinfachtes Bandbreitenmanagement. Damit soll sich die verfügbare Bandbreite in einem Multikamerasystem komfortabel verwalten lassen.

Zeitgleich mit dem Firmware-Release 1.3 werden auch neue GigE Vision Industriekamera-Modelle verfügbar sein. Ausgebaut werden sowohl die kompakte uEye CP Rev. 2 Familie als auch die variantenreiche uEye SE und die robuste uEye FA Reihe, die alle mit den aktuellen CMOS-Sensoren von Sony, ON Semiconductor und e2v angeboten werden.

Smartapplets: Komplexe Bildverarbeitungsaufgaben einfach umsetzen

Mit den Smart Applets stellt Baumer ein Konzept vor, um den Funktionsumfang von Kameras mit FPGA-basierter Bildverarbeitung sehr einfach und flexibel für spezifische Applikationen zielgerichtet und schnell zu erweitern. Die Smart-Applets lassen sich per Firmware-Update auf die LX VisualApplets Kameras übertragen und sind danach sofort einsatzbereit. Anwender profitieren so von fertigen Lösungen für oft benötigte Bildverarbeitungsaufgaben. Die ersten sechs Smartapplets für verschiedene Standardaufgaben der Bildverarbeitung stehen auf der Webseite von Baumer zum kostenlosen Download zur Verfügung stehen:

  • Binarization: Mit der adaptiven Binarisierung profitieren Anwender von einer Reduktion der Datenmenge sowie hoher Auflösung und Geschwindigkeit auch über GigE.
  • HDR: Aufgrund der Berechnung eines HDR-Bildes aus einer Bildfolge mit unterschiedlicher Belichtungszeit wird eine einfache Auswertung heller und dunkler Bereiche innerhalb einer Szene erreicht.
  • Image Aggregation: Das Zusammenfügen mehrerer Bilder mit kleinen ROIs mit sehr hoher Bildrate vereinfacht die Bildübertragung und reduziert die CPU-Last.
  • JPEG: Eine einstellbare verlustbehaftete Bildkompression trägt zur Reduzierung der zu übertragenden und archivierenden Datenmenge bei.
  • Line Scan Emulation: Mit der Emulation einer Zeilenkamera mit einem Matrixsensor wird die Integration vereinfacht.
  • Object Extraction: Die Lokalisierung und Extraktion von Objekten ermöglicht eine Datenreduktion und Vereinfachung der Auswertung.

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