Griff in die Kiste mit V60: Realisiert im Automobil-Rohbau

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Johannes Stein
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1 Griff in die Kiste mit V60: Realisiert im Automobil-Rohbau 1. Kurzportrait VisionTools 2. Was ist Griff in die Kiste, was nicht? (Komplexitätsstufen) 3. Szenarien 4. Lösungen: Höhenbild vs. Grauwertbild Grauwertbilder: Stereo vs. Quasistereo 5. V60 Objektphilosophie für Griff in die Kiste (Grauwertbilder) 6. Beispiele aus dem Karosserie-Rohbau

2 Portrait VisionTools Gründung Niederlassungen in München und Stuttgart Leistungen: a) Entwicklung und Weiterentwicklung der V60- Bildverarbeitungssoftware, frei vertrieben b) Projekte auf V60 Basis Vorversuche Planung Hardware Inbetriebnahme Schulung

3 Portrait VisionTools

4 V60: Das Arbeitspferd der industriellen Bildverarbeitung Eigene, fortgeschrittene 2D- und 3D-Auswertemethoden Offenes System. Frei konfigurierbar, von der einfachsten Aufgabe bis zum komplexen Großprojekt Vielfalt Schnittstellen (Kameras, Feldbusse )

5 V60 läuft auf allen PC-basierten Systemen V60 SlyCam V60 Mini PC SlyBox III TP15 Ethernet HMI (OP 12)

6 V60 Anwendungen Vollständigkeitskontrolle Typunterscheidung Teilevermessung Teilelokalisierung Oberflächenkontrolle Schriftzeichenerkennung Data-Matrix-Code lesen Roboterführung

7 Komplexitätsstufen Globale Lageerkennung (3D, 1 Werkstück)? Griff in die Kiste: - 6 Freiheitsgrade (Position x,y,z, Winkel a,b,c) - Zuordnung der Bildmerkmale zu Objektmerkmalen mehrdeutig

8 Szenarien Globale Lageerkennung Beispiel globale Lageerkennung: 3D-Bauteilentnahme aus Sonderbehältern Messpunkte

9 Szenarien Herunterbrechen auf Höhenmessung + 2D (3 Freiheitsgrade)

10 Szenarien Anlieferung auf Holzpaletten Anlieferung ohne Palette Realisiert über Höhenbild via Laser Laufzeit

11 Szenarien

12 A) Herunterbrechen in Höhenmessung und 2D- Lageerkennung B) 3D (6 Freiheitsgrade) - Stereo Lösungen (Grauwertbilder) - Quasi-Stereo

13 Lösungen (Grauwertbilder): Herunterbrechen Herunterbrechen in Höhenmessung und 2D-Lageerkennung: 1. Höhenbestimmung über Größe, z.b. Größe der Formfolie 2. 2D-Lagebestimmung in Ebene Kamera fix oder Roboter-montiert Höhe aus Größe der Abbildung (Werkstück oder Folie) berechnet. 2D-Lage in vorab bestimmter Höhe messen

14 Lösungen: (Grauwertbilder): B) Stereo Stereo

15 Lösungen (Grauwertbilder): Quasi-Stereo Mono-3D >= 3 Merkmale, aus unterschiedlicher Richtung, mit mehreren Kameras oder - aus geringer Entfernung mit eine Kamera ( Mono-3D )

16 Lösungen (Grauwertbilder): Quasi-Stereo Beispiel Messpunkte >= 3 Merkmale, aus unterschiedlicher Richtung Zuordnung zu Bildmerkmalen bekannt Merkmalsgeometrie bekannt, aus CAD oder Vermessung oder durch Vorzeigen

17 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Griff in die Kiste mit VisionTools V60: Wenige, frei kombinierbare Objekte, die alle Szenarien abdecken.

18 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Aufgabe: Definition von wenigen, frei kombinierbaren Objekte, die alle Szenarien abdecken. z.b. Standardfall Stereo mit Festkameras

19 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Aufgabe: Definition von wenigen, frei kombinierbaren Objekte, die alle Szenarien abdecken. z.b. Stereo mit einer robotergeführten Kamera

20 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Aufgabe: Definition von wenigen, frei kombinierbaren Objekte, die alle Szenarien abdecken. z.b. Robotergeführte Mono-3D-Kamera

21 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Aufgabe: Definition von wenigen, frei kombinierbaren Objekte, die alle Szenarien abdecken. z.b. Robotergeführte Mono-3D-Kamera + fest montiert Globalkamera

22 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Aufgabe: Definition von wenigen, frei kombinierbaren Objekte, die alle Szenarien abdecken. z.b. Mehrere fest montierte Kameras für Quasi-Stereo

23 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Systemkonfiguration mittels Objekt Koordinatensystem Ein wildes Beispiel TCP (Mono-3D)? Merkmale Werkstück Palette Kamera Merkmal Kalibrierung Vom Roboter Vom Wagen TCP in Roboterkoord. Wagen Welt Werkstück Palette Werkstück- Modell Aus momentan globaler Werkstücklage und momentanen Palettenkoordinaten Vom Transportsystem

24 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Vorbemerkung: Was ist Kamerakalibrierung? x,y,z? u,v Nach Kalibrieren können aus Weltkoordinaten Bildkoordinaten berechnet werden. Aus Bildkoordinaten kann umgekehrt nur der Sehstrahl berechnet werden.

25 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Objekt Kamerakalibrierung unbekannt unbekannt TCP TCP TCP unbekannt unbekannt unbekannt bekannt bekannt Kalibriermarken, Bezug zu Roboter durch Abtasten der Marken oder des Kalibrierrahmens Marke oder Serienteil gegen Kamera bewegt Kamera gegen Marke oder Serienteil bewegt

26 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste x/y/z??? Modell: Objekt Merkmalsliste Einlernen des Werkstücks: Vorzeigen in verschiedenen Relativlagen (Werkstück oder Kamera bewegt).

27 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Standard-Greifpose Objekt Koordinatensystem In zufälliger Lage - Lageerkennung - dazugehörige Greifpose abspeichern

28 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Modellmerkmale in Szenenmerkmale (Daten wolke ) einpassen Objekt Matching Stereo 5 Kameras

29 Beispiele aus dem Rohbau

30 Beispiel aus dem Rohbau

31 Beispiel aus dem Rohbau Kalibrierkreuz

32 Beispiel aus dem Rohbau In Serie Im Labor erprobt

33 V60-Objektphilosophie für Griff in die Kiste Zusammenfassung der Einzelschritte 1) Konfiguration festlegen (Kameras wo montiert?) 2) Kamerakalibrierung (bevorzugt: Roboterbewegungen) Objekt Koordinatensystem Objekt Kamerakalibrierung 3) Modellbildung: Einlernen der Werkstückgeometrie - (Handeingabe, CAD ) - Vorzeigen in verschiedenen Lagen (Relativposen bekannt) Objekt Merkmalsliste 4) Einteachen der Standard-Greifpose durch Vorzeigen Objekt Koordinatensystem 5) Erkennen: Modell in Daten wolke einpassen (matchen) Objekt: Matching

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