Als „sehendes Werkzeug“ sind Bildverarbeitungssysteme einer der Wegbereiter für effiziente Industrie 4.0-Konzepte.

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Visuelle Entwicklungsumgebung für Bildverarbeitung Machine Vision à la carte

27.09.2019

Zeitnot und hohe Komplexität sind die Kernprobleme bei Machine Vision und wissenschaftlicher Bildanalyse. Jetzt gibt es eine Bildverarbeitungsplattform, die ein intuitives grafisches Programmieren erlaubt. Erstellte Funktionsblöcke können dabei gespeichert und wiederverwendet werden – das steigert die Flexibilität und ermöglicht kürzeste Programmier- und Inbetriebnahmezeiten.

Strengere Vorgaben führen zunehmend dazu, dass bei qualitätssensiblen Produktions- und Montageprozessen Stichproben durch 100-Prozent-Kontrollen ersetzt werden, die inline implementiert und damit lückenlos mit der Produktionsanlage verknüpft sind.

Industrielle Bildverarbeitungssysteme spielen dabei eine Schlüsselrolle: Mit ihnen lassen sich einzelne Produktionsschritte im Fertigungstakt prüfen, statistisch und bildseitig dokumentieren sowie rückverfolgen. Hersteller können damit sicher gehen, dass nur hundertprozentige Ware den Kunden erreicht. Sie vermeiden gleichzeitig kostspielige Rückrufaktionen, Produkthaftungsfälle und Imageschäden.

Veränderungen rechtzeitig erkennen

Moderne Bildverarbeitungssysteme sind heute weit mehr als nur reine Inspektionssysteme: Sie erkennen frühzeitig Trends und schleichende Änderungen im Produktionsprozess, aus denen sich rechtzeitig Produktionsoptimierungs- und Qualitätssicherungsmaßnahmen ableiten lassen.

Ohne Zweifel sind leistungsfähige Bildverarbeitungssysteme Wegbereiter für effiziente Industrie 4.0-Konzepte. Sie sammeln und interpretieren unzählige Daten, die zugrunde liegende Software verifiziert die Erkenntnisse in jeder Phase der Produktion, verarbeitet diese und stellt die Ergebnisse im System zur Verfügung. Als „sehendes Werkzeug“ ist die Bildverarbeitung wie kein anderes in der Lage, neben selbstverständlichen Primär- auch relevante Sekundärinformationen an die im Anlagennetzwerk agierenden Systeme zu liefern.

So zum Beispiel über den Zustand der Maschine, den Verschleißgrad einzelner Werkzeuge und daraus resultierend zu anstehenden Wartungsroutinen. Erst das Sammeln und intelligente Auswerten von Daten macht zuverlässiges und autonomes Handeln möglich und erlaubt wirtschaftliche Lösungen.

Visuelles programmieren

Bei aktuellen Bildverarbeitungsprojekten geben die hohe Komplexität sowie zeitliche Zwänge den Takt vor. Mit der flexiblen Bildverarbeitungsplattform nVision bietet Di-Soric Anwendern in unterschiedlichen Industriezweigen eine leistungsstarke Komplettlösung.

Die Bildverarbeitungssoftware ist bereits seit Jahren erfolgreicher Bestandteil zahlreicher und vielfältiger Di-Soric Solutions Projektlösungen. Mit einem Portfolio hochwertiger Komponenten wie Beleuchtungen, Optiken und Kameras ist Di-Soric Solutions Komplettanbieter für Bildverarbeitung und projektierte integrierte Komplettlösungen.

Die Besonderheit der Bildverarbeitungsplattform nVision ist die einfache grafische Programmierbarkeit: In allen bisherigen Projekten zeigten sich Kunden von den kreativen und flexiblen Freiräumen zur Erstellung individueller Bildverarbeitungslösungen überzeugt. Mit einem schlüssigen Benutzerinterface tritt intuitives Parametrieren an die Stelle aufwändigen klassischen Programmierens. Mit einem breiten Repertoire an Funktionen ist nVision für sämtliche Bildverarbeitungsaufgaben gerüstet.

In der Praxis liegt ein besonderer Vorteil darin, dass sämtliche Systeme auf einer Softwareplattform arbeiten können - vom einfachen Smart- bis zum PC-System mit mehreren Kameras. Das schnelle grafische Erstellen benötigter Funktionen sowie die einfache Integration in automatisierte Systeme verkürzen die Inbetriebnahmezeiten: Maschinen und Anlagen stehen schneller produktionsbereit beim Kunden und sind hinsichtlich Ihrer Bedienung an das Anlagenkonzept des Maschinenbauers angelehnt.

Zentrales Werkzeug

Das zur Erstellung sämtlicher Lösungen benötigte Werkzeug ist der nVision Designer: Dieser nimmt Bilder von Kameras auf, führt Bildverarbeitungsbefehle aus, kombiniert grafische Programme und zeigt Ergebnisse an. Dezent im Hintergrund steht dafür die Vision Runtime zur Verfügung: Für den Nutzer unsichtbar macht nVision Runtime Applikationen lauffähig und unterstützt die Erstellung von Benutzeroberflächen für die Maschinenanwendung.

Hierzu zählen beispielsweise berührungsempfindliche Tastfelder, die der Darstellung respekive Interaktion mit allen für die Bildverarbeitung wichtigen Merkmalen dienen (Bilder, Histogramme, Profile, Farbpaletten, geometrische Objekte, aber auch Zahlenwerte, Eingabefelder und viele weitere).

nVision Runtime ist modular aufgebaut: Verfügbar müssen nur jene Komponenten sein, die der Anwender in der jeweiligen Anwendung benötigt. Erfordert eine Applikation lediglich eine Teilevermessung, müssen dafür keine Module für OCR oder Barcode erworben werden.

Klassische Bibliotheken bieten häufig zu Paketen geschnürte Tool-Sets, oft sind dabei weder Anbindungen an Feldbus-Schnittstellen noch Visualisierungen für Maschinenbauer enthalten. nVision Runtime erlaubt die kostengünstige Implementierung von Applikationen en detail: Maschinenbauer oder Systemintegratoren mit Bildverarbeitungsaufgaben erwerben und bezahlen nur, was sie tatsächlich brauchen.

Mit nVision bietet Di-Soric Solutions Kunden in zahlreichen Bereichen maßgeschneiderte Lösungen inklusive passgenauer Implementierung. Anlagen erhalten damit optisch wie bedientechnisch ihr eigenes Look and Feel in Anlehnung an die jeweilige Firmen-CI.

Schlüsselfertige Funktionen

nVision enthält Hunderte von Funktionen für die Bildverarbeitung und Bildanalyse. Dazu zählen unter anderem Lokalisieren, Kalibrieren, Kantenvermessung, Template Matching, Identifikation von 1D und 2D-Codes, OCR und OCV, Oberflächenprüfungen, Blobanalysen, Vollständigkeitskontrollen und viele mehr. Über Datenfluss-Graphen können diese einfach miteinander verknüpft werden.

Mitunter sind mehrere Bildverarbeitungsfunktionen erforderlich, um Bilder zu verarbeiten. Mittels arithmetischer und logischer Operatoren können Bilder oder Konstanten addiert, subtrahiert, multipliziert, dividiert und über logische Wahrheitstabellen verknüpft werden. Diverse Filterfunktionen oder morphologische Transformationen unterdrücken unerwünschtes Bildrauschen, Unschärfe oder verstärken gewünschte Effekte.

Die Analyse-Funktionen von nVision ermitteln statistische Informationen zum Beispiel aus Bildern, Linienprofilen oder Histogrammen. Blob- oder Partikel-Analysen fassen zusammenhängende Pixel-Bereiche in Gruppen, Filter- oder Klassifizierungsfunktionen und teilen die Partikel in Klassen ein.

Nach Segmentierung und Trennung in einzelne Objekte lassen sich zahlreiche geometrische oder intensitätsbasierte Features berechnen. Nicht zuletzt schöpft nVision seine Leistungsfähigkeit auch aus der zugrunde liegenden Bibliothek für Grafik und Bildverarbeitung. Di-Soric nGI ist eine leistungsfähige, in C++ geschriebene Bibliothek für Computer Vision. Deren Module können einzeln oder in Kombination lizenziert werden.

nVision von Di-Soric Solutions gestaltet Bildverarbeitungsprojekte schneller, einfacher plan- und durchführbar sowie am Ende effizienter und profitabler. Auf Wunsch erhalten Kunden eine komplett geplante und realisierte Bildverarbeitungsanlage inklusive Steuerungstechnik und Mechanik. Dazu werden sämtliche relevanten Komponenten definiert, programmiert und schlussendlich das gesamte Projekt fertig in die Anlage integriert.

Als kompetenter Dienstleister bietet Di-Soric Solutions Unterstützung von Anfang an: das Unternehmen berät bei der Machbarkeitsanalyse, übernimmt die bildverarbeitungsseitige Projektplanung und Projektdurchführung, begleitet den Anlaufprozess bis zur finalen Anlagenabnahme und steht auch nach Projektende mit einem breiten Serviceangebot zur Verfügung.

Bildergalerie

  • Kunden erwerben exakt auf ihren Einsatzbedarf abgestimmte Runtime-Lizenzen. nVision ist in sämtlichen Industriebranchen, in der Logistik sowie in der medizinischen und klinischen Diagnostik einsetzbar.

  • Unterstützen die Darstellung von resp. die Interaktion mit allen für die Bildverarbeitung wichtigen Typen (Bilder, Histogramme, Profile, Farbpaletten, geometrische Objekte, aber auch Zahlenwerte, Eingabefelder und Tasten für die Bedienung), auch auf touch-basierten Geräten.

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