Effiziente Bewegungserfassung mit Event-basierten Kameras von IDS

Die präzise Erfassung schneller Bewegungen stellt hohe Anforderungen an Sensortechnologien. Kameras mit hoher Sensorauflösung und hohen Bildraten liefern detaillierte Bilder, erzeugen jedoch immense Datenmengen, die gespeichert und verarbeitet werden müssen. Zudem enthalten sie oft große Mengen irrelevanter, statischer Informationen. Industriekameras von IDS mit Event-basierten Sensoren (EVS) verfolgen einen anderen Ansatz: Sie registrieren ausschließlich Veränderungen und ermöglichen so eine effizientere Datenverarbeitung bei hoher Präzision.
 

Neuromorphe Sensortechnologie

Event-basierte Bildgebung orientiert sich am menschlichen Sehsystem. Während herkömmliche Bildsensoren kontinuierlich vollständige Szenen erfassen, registrieren EVS-Pixel nur Helligkeitsänderungen über einem bestimmten Schwellenwert. Jedes Pixel agiert dabei unabhängig und in Echtzeit, wodurch ein Strom von Ereignisdaten entsteht, statt klassischer Bilder mit fester Framerate. Sony und Prophesee haben mit dem IMX636-Sensor eine Technologie entwickelt, die Bewegungen mit einer zeitlichen Auflösung von einer Mikrosekunde erfasst – ein Niveau, das mit herkömmlichen Kameras nur bei extrem hohen Bildraten von über 10.000 Bildern pro Sekunde erreicht werden könnte.
 

Bewegungsanalyse ohne Unschärfe

Ein Problem klassischer Kameras ist Bewegungsunschärfe, die bei schnellen Bewegungen durch längere Belichtungszeiten entsteht. EVS-Technologie vermeidet dieses Problem, da sie kontinuierlich Änderungen erfasst und durch Pixel-genaue Ereignisse einen klaren Bewegungspfad beschreibt. Dies ermöglicht eine lückenlose Erfassung von Bewegungsabläufen ohne Verzerrungen.
 

Effizienz durch reduzierte Datenmengen

Da uEye EVS-Kameras von IDS nur relevante Ereignisse erfassen, fällt die Datenmenge im Vergleich zu klassischen Bildsensoren erheblich geringer aus. Dies führt zu reduziertem Speicherbedarf und erleichtert die Echtzeitverarbeitung. Die kompakten Ausgangsdaten (Pixelposition, Polarität des Ereignisses, Zeitstempel) sind direkt für maschinelle Verarbeitung geeignet und bieten eine optimierte Grundlage für algorithmische Analysen. Bewegungsmuster, Geschwindigkeiten und Richtungen lassen sich effizient berechnen, ohne Bildsequenzen aufwendig analysieren zu müssen.
 

Anwendungen und neue Verarbeitungsmethoden

Die innovative Technologie eröffnet neue Möglichkeiten in Bereichen wie industrieller Qualitätssicherung, Robotik oder autonomer Systeme. Hochfrequente Bewegungen wie Vibrationen oder minimale Materialveränderungen lassen sich zuverlässig erfassen. Durch ihre Unempfindlichkeit gegenüber Lichtveränderungen sind EVS-Sensoren zudem in herausfordernden Umgebungen, beispielsweise bei variierenden Lichtverhältnissen oder Reflexionen, klassischen Bildsensoren überlegen. Damit diese Technologie optimal genutzt werden kann, sind neue Verarbeitungsmethoden erforderlich. Traditionelle bildbasierte Algorithmen sind für EVS-Datenströme wenig geeignet. Daher haben Prophesee und Sony mit dem Metavision SDK ein umfassendes Softwarepaket entwickelt, das die Verarbeitung von Event-Daten unterstützt.
 

Ergänzung statt Ersatz

Event-basierte Sensoren konkurrieren nicht mit klassischen Kameras, sondern ergänzen sie gezielt. Besonders in Szenarien, die eine präzise Bewegungserfassung erfordern, bieten sie erhebliche Vorteile. Sie ermöglichen schnellere, effizientere und detailliertere Analysen in Echtzeit, ohne unnötige Datenflut. Damit etabliert sich EVS-Technologie als wegweisende Ergänzung für moderne Bildverarbeitungssysteme.

Mehr dazu lesen Sie hier.