Bildverarbeitung

Smartes Gesamtpaket

Smart-Kamera mit integrierter IR- oder RGBW-LED-Beleuchtung

12.10.2012 -

Die Software der Smart-Kamera LSIS 400i von Leuze Electronic wurde um neue Funktionen erweitert. Zudem sind nun auch Geräte mit integrierter IR- oder RGBW-LED-Beleuchtung sowie eine Kamera-Variante für C-Mount-Objektive verfügbar, ebenso Zubehörteile wie ein Diffusor und Polarisationsfilter.

Die Gerätevarianten mit integrierter RGBW- (Rot Grün Blau Weiß) oder IR-LED-Beleuchtung bieten bis auf die Lichtfarbe die gleichen Eigenschaften wie die bishe-rigen Geräte mit Weißlicht-LED-Beleuchtung und motorischem Fokusversteller. Die IR-Variante kann aber zudem in Applikationen eingesetzt werden, wo das langwelligere IR-Licht weniger Wechselwirkung mit materiellen Körpern zeigt als sichtbares Licht. Vorteile sind eine geringere Reflexion und bessere Transmission. Zudem bietet IR-Licht im Zusammenspiel mit einem geeigneten Tageslichtsperrfil-ter eine bessere Fremdlichtfestigkeit und erlaubt im gepulsten Betrieb in der Nähe von Arbeitslätzen ein angenehmeres Arbeiten, da es nicht direkt für das menschli-che Auge sichtbar ist. Weiterhin wird diese Variante dort verwendet, wo erst durch infrarotes Licht eine Erkennung überhaupt möglich ist, z.B. an Sicherheitsmerkmalen.
Smart-Kameras mit RGBW-Beleuchtung erlauben durch eine geeignete Farbwahl des Lichts eine höhere Prüfsicherheit oder überhaupt erst eine Auswertung mit einer monochromen Kamera. Wie schon bei den Weißlicht-Geräten erzeugt auch hier jeder LED-Quadrant für sich einen homogenen, rechteckförmig ausgeleuchteten Bereich. Durch die Verwendung mehrerer (bzw. aller) Quadranten der Beleuchtung können verschiedene Farben (bzw. weißes Licht) durch additive Farbmischung er-zeugt werden. Mit dieser Farbmischung kann der Grauwert-Kontrast in vielen Fäl-len geeignet erhöht oder verringert werden. Der Vorteil lässt sich anhand eines schwarzen Barcodes auf rotem Hintergrund verdeutlichen: Wird mit blauem Licht, also mit der Komplementärfarbe zu Rot beleuchtet, erscheint der Hintergrund dun-kel (starke Absorption) und der Kontrast zwischen dem Barcode und dem Hinter-grund ist sehr gering. Wird mit rotem Licht beleuchtet, so erscheint der Hintergrund hell (starke Reflexion), d. h. der Kontrast ist deutlich verbessert und der Barcode einfacher und sicherer auszuwerten.
Für spezielle Anwendungen ist eine Smart-Kamera-Variante für C-Mount Objektive verfügbar. Diese bietet eine hohe Flexibilität beim Einsatz von kommerziellen Objekti-ven mit Brennweiten von typischerweise sechs bis 75 mm, verfügt aber über keine mo-torische Fokusverstellung. Diese Variante erfordert externe Beleuchtungen wie z. B. Dunkelfeld-Beleuchtungen oder großflächige Beleuchtungen.
Mit einem C-Mount-Objektiv kann auch aus größerer Entfernung (z. B. 2 m) gearbeitet werden, um Objekte zu prüfen oder Codes zu lesen. Der Schutz-Tubus mit Glasfenster für das C-Mount-Objektiv wurde so konzipiert, dass eine Dejustage der Optik beim An-bau bzw. Abbau ausgeschlossen ist. Mit montiertem Tubus und angeschlossenen Kabeln wird auch in dieser LSIS400i-Ausführung die Schutzart IP 65/IP 67 erreicht. Als neue Zubehörteile sind optische Filter in flacher Bauform verfügbar: Ein Diffusor, der im Gegensatz zu einer domartigen Beleuchtung nicht nur in einem definierten Abstand einsetzbar ist. Dieser erzeugt mit der integrierten Beleuchtung diffuseres Licht und re-duziert Reflexionen. Ein weiteres, neu dazugekommenes Zubehörteil, der Polarisationsfilter, eliminiert stärkere Reflexionen.

Software verbessert Auswertesicherheit

Die Erweiterungen in der aktuellen Software-Version 2.3 beinhalten u. a. eine automatische Nachführung der eingestellten Segmentierungsschwelle zur Objekterkennung im BLOB-Tool. Diese Option kompensiert ein gleichmäßiges Aufhellen oder Abdunkeln des Bilds, wie es zum Beispiel durch variierendes Sonnenlicht oder Ein- und Ausschal-ten von Arbeitsplatzleuchten hervorgerufen wird. Die neue Funktion sorgt für eine reduzierte Fremdlichtempfindlichkeit bzw. eine verbesserte Auswertesicherheit.
Weiterhin bietet die neue Software einen Teach-Button zum Einlernen von BLOB-Merkmalen. Diese Eigenschaft unterstützt den Bediener im BLOB-Tool ähnlich der Mustererkennung. Ein segmentiertes Objekt im Kamerabild wird per Mausklick ausge-wählt und anschließend der Teach-Button gedrückt. Dadurch werden die Merkmale automatisch eingelernt und standardmäßig mit einer Toleranz von +/- 15 % bzw. mit einer Winkellage von +/- 15° versehen. Diese Werte können manuell geändert werden. Durch die beiden Funktionen Nachführung der Segmentierungsschwelle und Teach-Button erreicht das BLOB-Tool eine Leistungsfähigkeit, die mit einer Mustererkennung vergleichbar ist. Wenn das zu prüfende Objekt variiert, ist die BLOB-Analyse überlegen.

Anzeige von Prozessdaten

Neben der Anzeige von Bildern (Auswahl von Gut-Teilen und/oder Schlecht-Teilen) und statistischen Daten ist das Terminalfenster zur Anzeige der Prozessdaten nun ge-nauso grafisch parametrierbar wie die anderen Ergebnisausgaben hinsichtlich Schnitt-stellen, Display, Protokolldatei oder FTP. Die Anzeige der Prozessdaten während eines Prüfdurchlaufs können beispielsweise der Inhalt eines gelesenen Codes, Ergebnisse einer BLOB-Analyse, frei definierbare Texte oder allgemeine statistische Daten wie Datum, Uhrzeit oder Zählerstände sein.
Der in der Smart-Kamera neu realisierte FTP-Client kann sowohl Bilder (Gut- und/oder Fehlerbilder) als auch Protokolldateien auf einem FTP-Server im Netz speichern. Dazu sind die Verbindungsparameter des FTP-Clients zu definieren. Bilder werden im *.bmp-Format und Protokolldateien als ASCII-Textdateien geschrieben.

Parametrierung von Ausgabedaten

Die Parameterierung der Ausgabedaten erfolgt grafisch - genau wie bei den anderen Ergebnisausgaben. Wählbar ist zum Beispiel, ob Bilder bei Prüfergebnis OK und/oder NOK gespeichert werden sollen sowie der jeweilige Dateiname der zu speichernden Bilder ebenso wie die Dateinamen der zu speichernden Protokolldateien zudem die ma-ximale Größe einer einzelnen Protokolldatei und die maximale Anzahl von Protokollda-teien. Außerdem ist wählbar, ob die Bildablage kontinuierlich mit einem Datum- und Zeitstempel erfolgen soll oder in einem Ringpuffer mit definierter Größe gemäß dem Ringpuffer-Prinzip - d. h. nach dem Erreichen der maximalen Anzahl der Protokollda-teien wird die jeweils älteste Datei wieder überschrieben.

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