Entwicklung von praxisnahen Laborübungen in der industriellen Bildverarbeitung
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- Maximilian Albert
- vor 8 Jahren
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1 München Entwicklung von praxisnahen Laborübungen in der industriellen Bildverarbeitung Prof. Dr. Alexander Hornberg FH für Technik, Esslingen -1-
2 Überblick Inhalt der Präsentation Aufgabenstellung Konzept Beispiel FHTE-Vision-Messplatz -2-
3 Aufgabenstellung Entwicklung von Laborübungen zur Vorlesung Im Detail Industrielle Bildverarbeitung Zeitlicher Umfang: 3 x 180 min Fachliche Voraussetzung: Vordiplom oder ähnliches Vortragssprache: Deutsch o. Englisch, Dokumentation: Englisch, Software: IMAQ Vision für LabVIEW 7.0 und/oder Vision Builder for Automated Inspection (VB AI) Kameraanbindung über Firewire IEEE 1394 Berücksichtigung von Beleuchtung, Objektiv und Kamera Industrienahe Anwendungsbeispiele Geringe Investitionen, geringe Entwicklungszeit. Alexander.Hornberg@fht-esslingen.de -3-
4 Konzept Erster Praktikumstag (180 min) Bearbeiten von Standardproblemen der industriellen Bildverarbeitung mit dem Vision Builder for Automated Inspection unter Verwendung von gespeicherten digitalen Bildern. Lernziele: Abschätzen lernen, welche Probleme mit den Methoden digitalen Bildverarbeitung möglich sind. Kennen von Vision Builder for Automated Inspection (VB AI). -4-
5 Konzept Zweiter Praktikumstag (180 min) Konfigurieren einer IEEE-1394 Kamera und setzen von Kameraattributen mit MAX. Bildaufnahme von ausgezeichneten Objekten unter Verwendung geeigneter Leuchtmittel mit einer digitalen Kamera. Untersuchung des Einflusses von Eigenschaften der Kamera, Objektiv und Beleuchtung auf Schärfe und Kontrast des digitalen Bildes. Kalibrierungsverfahren Einbinden der Bildaufnahme in den Bildverarbeitungsprozess. -5-
6 Konzept Lernziele: Antworten auf die Fragen Welche Standardstrategien für Beleuchtung gibt es? Wie findet man ohne Probieren das richtige Objektiv? Welche Parameter der Kamera sind in der Praxis wichtig? Wozu muss man kalibrieren? -6-
7 Konzept Dritter Praktikumstag (180 min) Generierung und Modifikation von LABVIEW-Code. Konfigurieren eines Compact Vision Systems. Triggerung von Kamera und Blitzlichtbeleuchtung mit CVS. Nachbildung eines industriellen Inspektionsprozesses mit CVS. Lernziele: Antworten auf die Fragen Wozu kann man ein intelligentes Kamerasystem verwenden? Das sagt mir das generierte Blockschaltbild? Was kann ein Echtzeitsystem? -7-
8 Realisierung Zweites Praxissemester von 2 Studierenden bei NI in München Entwicklung von 12 Übungseinheiten im Umfang von min auf der Basis von Vision Builder for Automated Inspection und LabVIEW. Projekt mit 5 Studierenden des 7 Semester an der FHTE Konstruktion und Fertigung eines flexiblen Vision-Messplatzes für die automatisierte Inspektion. Alexander.Hornberg@fht-esslingen.de -8-
9 Realisierung 1. Barcode lesen Einstieg in VB AI 2. Objekte erkennen Binärisierung, Morphologische Operationen 3. Schraubenklemme Anwesenheitskontrolle, Koordinatensystemnachführung, einfache Distanzmessung 4. Disketteninspektion Anwesenheitskontrolle, Vollständigkeit, Geometrie, Kantendetektion 5. Thermometer Mustererkennung, einfache Kalibrierung 6. Inspektion einer Kfz.-Sicherung Geometrie, Entscheidungsausgabe gut/schlecht -9-
10 Realisierung 7. Inspektion einer Flasche Mustervergleich, Geometriefunktionen, Füllhöhe 8. Konfiguration von IEEE1394 mit MAX Verstärkung, Belichtungszeit, Framerate, Subimage 9. Vergleich verschiedener Kalibrierungsmethoden Verzeichnungskorrektur mittel Referenzgitter 10. Flascheninspektion mit Livebild Bildaufnahme in die Inspektion einbinden und anpassen. 11. Exportierung einer Inspektion nach LabVIEW Generieren, modifizieren und erweitern des LabVIEW-Codes 12. Compact Vision System Laden und starten einer Applikation (LabVIEW, VB AI) -10-
11 Beispiel: Exercise 5 Motivation Industrielle Anwendung in der Automobileindustrie: Prüfung von Anzeigeinstrumenten Aufgabe: Ablesen eines Thermometers Kalibrierung, Mustererkennung, Kantenentdeckung, senkrechte Projektion, Abstandsmessung Alexander.Hornberg@fht-esslingen.de -11-
12 Beispiel: Exercise 5 Definieren des Referenzmusters Definieren des benutzten Bildausschnitts Den Ursprung (Offset) des Referenzmusters auf die 0 Line setzen Fig. 1 Rotationsfreiheitsgrad zulassen Genau ein Muster finden und 0 Linie als Koordinatenursprung wählen. Fig. 2 Alexander.Hornberg@fht-esslingen.de -12-
13 Beispiel: Exercise 5 Profillinie in die Mitte der Röhre legen. Anfang und Ende der Röhre und Flüssigkeitspegel detektieren. Lotfußpunkt der Projektion des Ursprung auf die Gerade bestimmen. Fig. 3 Fig. 4 Abstandmessung von Lotfußpunkt zum Flüssigkeitspegel. Fig.5 Alexander.Hornberg@fht-esslingen.de -13-
14 Beispiel: Exercise 5 Kalibrierung Messung des Abstandes zwischen 0 Linie und 10 Linie. Fig.5 Fig. 6 Alexander.Hornberg@fht-esslingen.de -14-
15 Projekt: FHTE-Vision Vision-Messplatz Vision Messplatz in der Automatisierung (Stand Feb. 2004) -15-
16 Projekt: FHTE-Vision Vision-Messplatz -16- Handlingseinheiten
17 Projekt: FHTE-Vision Vision-Messplatz Flexibles Kamerastativ -17-
18 Ausblick To Do Liste Entwicklung geeigneter Befestigungen für Leuchtmittel. Abstimmen des Timings der Komponenten. Blitzlichtbeleuchtung Geräuschreduzierung Übungen zur richtigen Anwendung von Beleuchtung und Objektiv. -18-
19 Ausblick Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Gibt es noch Fragen? Die FHT Esslingen dankt National Instruments für die Unterstützung der Lehre. -19-
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