Trotz ihres Potentials werden 3D-Applikationen nur von wenigen Bildverarbeitern als lohnendes Geschäft betrachtet. Beständig hält sich das Vorurteil, dass dreidimensionale Lösungen zu aufwändig seien. Doch eine neue Kameraserie beweist: Die Verwendung von 3D-Sensoren muss nicht kompliziert sein.

Die Aufgabe der C4-Kameras von Automation Technology ist es, mit maximaler Geschwindigkeit und Auflösung das Höhenprofil zu extrahieren und auszugeben. Dazu verfügen die C4-Kameras über verschiedene Auswertealgorithmen, die je nach Objektbeschaffenheit und Applikation ausgewählt werden können, um eine hohe Messqualität zu garantieren. So werden die relevanten Daten (z. B. Profil­höhenwerte oder Intensitätswerte) bereits in der Kamera ermittelt und anschließend an eine Bildverarbeitungssoftware wie beispielsweise CVB oder Halcon übertragen. Diese setzt die Daten dann zu einem Höhenbild zusammen, das nach Form, Position, Lage und spezifische Geometriemerkmale analysiert werden kann.

Reduzierter Zeit- und Kostenaufwand für 3D

Für den Datenaustausch sind alle Modelle ­der C4-Serie mit einer Gigabit-Ethernet-Schnittstelle ausgestattet. Da diese dem  GigE-Vision-Standard entspricht, wird der Integrationsaufwand für den Anwender erheblich reduziert. Der Standard definiert eine einheitliche Norm auf Basis von UDP/IP und ermöglicht so eine Kommunikation zwischen Kamera und PC. Für den spezifischen Datenaustausch mit der Bildverarbeitungssoftware verwendet der GigE-Vision-Standard das
GenICam-Protokoll, worüber das Programm auf alle Funktionen der Kamera zugreifen kann. Diese Funktionen werden in einem standardisierten XML-File in der Kamera hinterlegt und automatisch durch die jeweilige BV-Software geladen. Bereits ab diesem Zeitpunkt spielt es für den Anwender keine Rolle mehr, ob es sich bei der Kamera um eine herkömmliche 2D- oder eine 3D-Kamera handelt, da der Zugriff auf GigE-Vision/GenICam-kompatible Kameras immer gleich erfolgt.
Anschließend ist der Anwender mit seiner favorisierten Entwicklungsumgebung in der Lage, die 3D-Kamera so zu konfigurieren und auszulesen, wie es die jeweilige Aufgabenstellung erfordert. Der Übergang von der 2D- zur 3D-Anwendung bedeutet für den Entwickler somit keine große Einarbeitungszeit. Dementsprechend entfällt auch der anfängliche Zeit- und Kostenaufwand, der viele Unternehmen meist davon abhält, neue Anwendungsgebiete zu erschließen.
Damit das komfortable Arbeiten mit der C4-Serie stets unter aktuellen Bedingungen möglich ist, arbeitet Automation Technology mit zahlreichen Anbietern von BV-Software eng zusammen. So kann stets ein problemloser Einsatz der 3D-Kameras gewährleistet werden - auch für den Fall, dass ein Software-Update für Programme wie Common Vision Blox von Stemmer Imaging oder Halcon von MVTec durchgeführt wurde. Gleichzeitig entwickeln diese Firmen immer neuere und effizientere Werkzeuge, mit denen sich die Auswertung der 3D-Daten einfach und effizient umsetzen lässt.
Der verstärkte Zuwachs an 3D-Lösungen begründet sich allerdings nicht nur durch die einfache und flexible Integration der Bildverarbeitungskomponenten. Auch ein breitgefächertes Angebot an unterschiedlichen Kameratypen trägt dazu bei, dass für alle Anwendungen eine 3D-Kamera mit optimalen Eigenschaften verfügbar ist. Dies schließt auch High-End-Lösungen mit ein, die hohe Anforderungen an Geschwindigkeit und Auflösung stellen.
Da die C4-Kameras schon vor der Übertragung eine Vorverarbeitung der Bildaufnahme durchführen, wird das zu übertragende Datenvolumen erheblich reduziert. Daher weisen die 3D-Sensoren eine hohe Geschwindigkeit bzw. Bildrate auf. Beispielsweise erreicht das Modell C4-1280-GigE, das mit einer Auflösung von 1.280 x 1.024 Pixel arbeitet, eine Messgeschwindigkeit von bis zu 72.000 Profilen/s. Aber auch hinsichtlich Auflösung setzen die C4-Modelle neue Maßstäbe. So verwendet die neue C4-4090-GigE einen Hochgeschwindkeits-CMOS-Sensor, mit dem eine Auflösung von 4.096 x 3.072 Pixel gewährleistet wird. Der Einsatz dieser hochauflösenden Variante ist besonders bei großflächigen Scans sinnvoll, die normalerweise mehrere 3D-Kameras in paralleler Anordnung verwenden. Hier kann eine C4-4090-GigE zwei bis vier herkömmliche 3D-Kameras ersetzen und Integratoren kompaktere wie auch kostengünstigere Lösungen ermöglichen.

Fazit: sinkende Komplexität und neue Geschäftsfelder

Die Laserlichtschnittsensoren der C4-Kamerafamilie ermöglichen es Applikationsentwicklern auf einfache Art und Weise, dreidimensionale Daten zu erfassen, um Anwendungen für unterschiedliche Bereiche zuverlässig zu realisieren. Durch den GigE-Vision-Standard in Kombination mit dem GenICam-Protokoll gestaltet sich das Arbeiten mit den Hochgeschwindigkeits-3D-Kameras sehr einfach. Zudem existiert ein Portfolio an Kameras mit unterschiedlichen Leistungsschwerpunkten, wodurch sich durch die 3D-Bildverarbeitung für System-Integratoren neue Geschäftsfelder erschließen.