Merken 21.07.2016

SP1 Stereovision-System von Nerian Vision Technologies

Sensorsystem für 3D-Tiefenwahrnehmung

Für die genaue dreidimensionale Vermessung eines Werkstücks werden meist aktive Kamerasysteme verwendet, welche durch Aussenden von Licht die räumliche Tiefe – und somit die 3D-Position – der erfassten Bildpunkte bestimmen können. Aufgrund der aktiven Beleuchtung stoßen diese Systeme jedoch an ihre Grenzen bei hellem Umgebungslicht, überlappenden Messbereichen oder hohen Messdistanzen.

SP1 Stereovision-System (© Marcagrafica.com)

Nerian Vision Technologies aus Leinfelden-Echterdingen bietet mit dem SP1-Stereovision-System nach eigenen Angaben eine innovative Sensorlösung, welche dank kamerabasierter Stereovision rein passiv arbeitet. Das System ist eingebettet und mit zwei handelsüblichen Industriekameras verbunden. Durch einen Vergleich beider Kamerabilder können dann 3D-Tiefendaten errechnet werden.

Die hierfür nötige Rechenleistung liefert ein programmierbarer Logikbaustein – ein sogenannter FPGA –, welcher es erlaubt, die nötigen Bildverarbeitungsalgorithmen direkt in Hardware abzubilden. Dadurch lässt sich eine massive Parallelisierung erwirken, was zu einer immensen Leistungssteigerung im Vergleich zu einer softwarebasierten Bildverarbeitung führt, beschreibt der Hersteller. Dadurch ist das System in der Lage, die Positionen von 9 Millionen 3D-Messpunkten pro Sekunde zu bestimmen, bei einer gleichzeitig nur geringen Latenz. Trotz dieser hohen Leistung ist das Gerät mit Abmessungen von 105 x 76 x 36 mm besonders klein, leicht und stromsparend.

Die Entfernung ist entscheidend

Die Verwendung von Standard-Industriekameras, die mit einer Auflösung zwischen 320 x 240 und 800 x 800 Pixeln arbeiten, war vom Hersteller eine bewusste Entscheidung. Dies lässt dem Benutzer die Wahl in Bezug auf den Bildsensor, die Optik und den Abstand zwischen den Kameras (Basisbreite). Je nach Anwendungsfall sind hierbei unterschiedliche Kombinationen sinnvoll. Sollen weit entfernte Objekte beobachtet werden, so sind eine hohe Basisbreite und Objektive mit hoher Brennweite zu empfehlen. Diese führen zu einer hohen Tiefenauflösung bei entfernten Objekten, erfordern jedoch auch einen großen Mindestabstand zu den Kameras. Sollen besonders nahe Objekte beobachtet werden, sollten deshalb eine kurze Basisbreite und Objektive mit geringer Brennweite ausgewählt werden.

Da der Anwender die volle Kontrolle über das Kamerasetup behält, kann er dieses entsprechend seinen Anforderungen anpassen. Sollten sich die Messgegebenheiten ändern, so ist lediglich eine Anpassung der Kamerapositionierung oder ein Austausch der Objektive nötig. Nach einer kurzen manuellen Kalibrierung ist das System dann erneut einsatzfähig und kann sich fortan selbst nachkalibrieren. Dadurch ist das System laut Firma besonders flexibel einsetzbar und eignet sich selbst für Anwendungsfälle mit ungewöhnlichen oder variablen Messanforderungen.