Verschiedene Korrekturmaßnahmen
Bild 2: Bildverzerrungen können durch die schräge Montage eines Vision-Sensors wie auch durch Objektiv- verzeichnungen auftreten (Quelle: Vision Competence Center bei der Baumer Group)
Bild 3: Mittels der Kalibrierplatte, die im Sichtbereich des Vision-Sensors platziert wird, lassen sich in der Application Suite per Mausklick Bildverzeichnungen automatisch korrigieren und Weltkoordinaten einrichten (Quelle: Vision Competence Center bei der Baumer Group)
Eine einfache Methode ist, nicht das Bild, sondern ausschließlich die Koordinaten zu korrigieren, nachdem diese durch eine Kalibrierung eingelernt wurden. Das Problem dabei: Menschen nehmen ungefähr 80 % der Informationen über die Augen auf. Eine Applikation an einem verzerrten Bild einzurichten und diesen Zustand später als Visualisierung zu nutzen, bleibt deshalb eine Herausforderung mit Fehlerpotenzial. Zudem sind Einfachheit und gute Bedienbarkeit gerade im komplexen Bereich der Bildverarbeitung entscheidend.
Als optimale Lösung stellt es sich deshalb dar, das gesamte Bild mittels Kalibrierung, mathematischer Verfahren und hoher Rechenleistung vollständig zu entzerren. Ist das Idealbild bekannt, lässt sich anhand des durch den Vision-Sensor „gesehenen“ Bildes und einer bekannten Vorlage die Abweichung ableiten. Auf diese Weise sind sogar eine seitlich verzerrende Sicht, wie sie bei schräger Montage auftreten kann, genauso wie die Verzeichnung durch das Objektiv mathematisch korrigierbar.
Ausgewählte 700/800er-Verisens-Modelle der XF- und XC-Serie von Baumer [1] (Bild 1) unterstützen die Bildentzerrung in Echtzeit bereits bzw. können mit einem einfachen Software-Update nachgerüstet werden. Nach einer Bildkalibrierung mittels einer Kalibrierplatte kennt der Vision-Sensor die Bildverhältnisse aus Einbauposition, Blickwinkel und Objektiv und korrigiert das gesamte Bild automatisch (Bild 3). So ähnelt es einer Vogelperspektive (Bild 4). Die Inspektionsaufgabe erfolgt damit auf einem „idealen“ Bild ohne störende Verzerrungen. Objekte entsprechen damit wieder dem durch den Menschen wahrgenommenen Aussehen. Das ist für den Anwender einfach und unterstützt so bei einer korrekten und schnell eingerichteten Applikation.
Dabei stellt das Kalibrieren einen einfachen und strukturierten Prozess dar, der kein Lesen einer Dokumentation erfordert. Intelligente Algorithmen im Hintergrund prüfen permanent die Kalibrierbedingungen und geben Hinweise, wann das Teachen sinnvoll ist. Der Anwender ist nur dort gefragt, wo die Verisens-Vision-Sensoren weitere Informationen benötigen.
Optional verfügen die Vision-Sensoren außerdem über eine integrierte Shading-Korrektur. Hintergrund ist, dass eine schräge Montage auch die Beleuchtungsverhältnisse ändert, da sich ein Teil der Lichtquelle weiter entfernt vom Objekt befindet. Für die Shading-Korrektur genügt ein weißes Blatt Papier als Vorlage, um den Algorithmus mit einem Mausklick die Idealsituation einlernen zu lassen. Im Ergebnis geht dies dann mit in die Bildkorrektur ein und reguliert die Bildhelligkeit für jeden Bildpunkt passend zur Einbausituation.
Eine andere etablierte Funktion der Verisens-Vision-Sensoren ist der Abgleich mit Weltkoordinaten. Damit können statt Pixeln beliebige Maßeinheiten verarbeitet werden. Das unterstützt Anwendungen, wie Maßprüfung und Pick-and-place, bei denen die Denkweise in Pixeln oft nicht genügt. Das Einlernen der Weltkoordinaten profitiert von der Bildstruktur der Kalibrierplatte für die Bildverzeichnung und nutzt deren quadratische Struktur für eine automatische Einrichtung. Das geschieht in gerade mal einem Augenblick.