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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Arbeitsbereichs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solches Verfahren ist aus der
DE 10 2012 014 057 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei diesem Verfahren wird ein Arbeitsbereich einer Fertigungsanlage mittels wenigstens einer einen Erfassungsbereich aufweisenden Tiefenbildkamera überwacht. Durch das Überwachen des Arbeitsbereichs kann beispielsweise eine besonders hohe Prozesssicherheit von in der Fertigungsanlage durchzuführenden Prozessschritten realisiert werden, da durch das Überwachen die fehlerhafte Durchführung der Prozessschritte erkannt werden kann. In der Folge kann der fehlerhafte Prozessschritt besonders frühzeitig abgebrochen und schließlich korrekt durchgeführt werden.
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Darüber hinaus ist es möglich, mittels der Überwachung zu erfassen, ob sich wenigstens ein Objekt unerwünschterweise in den Arbeitsbereich oder in einen Teil des Arbeitsbereichs hineinbewegt. Wird dies erkannt, so kann beispielsweise eine automatisch durchgeführte Bewegung einer Komponente, insbesondere eines Roboters, unterbrochen und/oder ein menschlicher Arbeiter darauf hingewiesen werden, so dass eine Kollision des Objekts und/oder des menschlichen Arbeiters mit dem Objekt vermieden werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Verfahren besonders flexibel einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass das Verfahren besonders flexibel einsetzbar ist, ist erfindungsgemäß ein erster Schritt vorgesehen, bei welchem wenigstens ein Bereich eines in dem Erfassungsbereich der Tiefenbildkamera angeordneten Objekts mittels einer von der Tiefenbildkamera unterschiedlichen und im RGB-Farbraum sensitiven Kamera detektiert wird. Der RGB-Farbraum ist ein additiver Farbraum, der Farbwahrnehmungen durch das additive Mischen dreier Grundfarben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) nachbildet. Mittels der Kamera ist es somit möglich, in ihrem Erfassungsbereich Farbinformationen im RGB-Farbraum zu erfassen. Dadurch ist es möglich, den Bereich des Objekts anhand dieser Farbinformationen zu detektieren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch einen zweiten Schritt, in welchem den Abstand des detektierten Bereichs zur Tiefenbildkamera charakterisierende Werte mittels der Tiefenbildkamera erfasst werden. Die Kamera beziehungsweise die mittels der Kamera erfassten Farbinformationen dienen somit zum Kalibrieren der Tiefenbildkamera. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit der Bereich anhand von Farbinformationen mittels der Kamera präzise erfasst werden, wobei der Abstand des Bereichs zur Tiefenbildkamera schließlich durch die Tiefenbildkamera ermittelt werden kann. In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird schließlich der Arbeitsbereich anhand der den Abstand des detektierten Bereichs zur Tiefenbildkamera charakterisierenden Werte überwacht.
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Mit anderen Worten wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Bereich eingelernt, wobei zum Einlernen des Bereichs die im RGB-Farbraum sensitive Kamera, welche auch als RGB-Kamera bezeichnet wird, genutzt wird. Der Bereich kann somit mittels der RGB-Kamera gesucht und anschließend an die Tiefenbildkamera übergeben werden, mittels welcher dann der Abstand beziehungsweise die den Abstand charakterisierenden Werte ermittelt wird beziehungsweise werden. Hierdurch ist es möglich, mittels der Tiefenbildkamera über 3D-Tiefenerkennung den eingelernten Bereich zu überwachen und anhand der Überwachung des eingelernten Bereichs den Arbeitsbereich zu überwachen.
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Durch den Einsatz der RGB-Kamera ist ein spezielles Reflektorband oder dergleichen Reflexionselement zum Detektieren des Bereichs nicht erforderlich. Um den Bereich besonders sicher und stabil mittels der RGB-Kamera erfassen zu können, kann der Bereich zumindest teilweise mit einer Farbmarkierung, beispielsweise mit gelber Farbe, versehen werden.
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Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren durch den Einsatz der Tiefenbildkamera ein mehrdimensionales Überwachen des Bereichs beziehungsweise des Arbeitsbereichs, so dass beispielsweise das dreidimensionale Objekt im Raum abgesichert werden kann.
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Ferner ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, beliebige, freie Konturen zu überwachen. Diese beliebigen, freien Konturen können zunächst mittels der RGB-Kamera detektiert werden, woraufhin mittels der Tiefenbildkamera der Abstand zwischen der Tiefenkamera und den freien Konturen ermittelt werden kann.
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Anhand der Überwachung des Bereichs kann beispielsweise erfasst werden, wenn zumindest ein Gegenstand unerwünschterweise in den Arbeitsbereich beziehungsweise in einen Teil des Arbeitsbereichs eindringt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es dabei, eine Größe beziehungsweise äußere Abmessungen, bei der beziehungsweise denen ein Gegenstand als unerwünschter Eindringling klassifiziert wird, zumindest nahezu frei zu parametrieren. Mit anderen Worten, übersteigt die Größe eines in den Arbeitsbereich beziehungsweise in einen Teil des Arbeitsbereichs eindringenden Gegenstands einen Schwellenwert, so wird dieser Gegenstand als unerwünschter Eindringling in den Arbeitsbereich beziehungsweise den Teil des Arbeitsbereichs klassifiziert. Bleibt die Größe jedoch unterhalb des Schwellenwerts, so wird der Gegenstand nicht als unerwünschter Eindringling klassifiziert. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei der Schwellenwert zumindest nahezu frei parametrierbar beziehungsweise vorgebbar.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit auf einfache Weise für unterschiedliche Arbeitsbereiche und/oder für unterschiedliche Fertigungsanlagen sowie für unterschiedliche, durchzuführende Prozesse verwendet werden, da das Verfahren auf einfache Weise an unterschiedliche Arbeitsbereiche beziehungsweise im Arbeitsbereich angeordnete und/oder den Arbeitsbereich begrenzende Objekte angepasst werden kann. Mittels der RGB-Kamera ist es nämlich möglich, zumindest nahezu beliebige Bereiche zu erfassen und in der Folge zu überwachen.
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Vorzugsweise ist die von der Tiefenbildkamera unterschiedliche RGB-Kamera als 2D-Kamera (zweidimensionale Kamera) ausgebildet, mittels welcher keinerlei Tiefenwerte beziehungsweise dreidimensionale Informationen ermittelbar sind. Dadurch können die Kosten für das Verfahren gering gehalten werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine schematische Darstellung eines Arbeitsbereichs, welcher mittels wenigstens einer Tiefenbildkamera und wenigstens einer von der Tiefenbildkamera unterschiedlichen und im RGB-Farbraum sensitiven Kamera überwacht wird, wobei mittels der RGB-Kamera Farbfelder zum Kalibrieren der Tiefenbildkamera erfasst werden;
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2 eine weitere schematische Perspektivansicht des Arbeitsbereichs, wobei anhand der erfassten Farbfelder Messkanten ermittelt werden, anhand derer der Arbeitsbereich überwacht wird;
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3 eine Matrix, anhand derer ein im Rahmen des Verfahrens verwendeter Mittelwertfilter veranschaulicht ist;
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4a und 4b jeweils eine Matrix, anhand derer ein im Rahmen des Verfahrens verwendeter Absolutwertfilter veranschaulicht ist;
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5 eine weitere schematische Perspektivansicht des Arbeitsbereichs, in welchem zunächst kein Getriebe angeordnet ist;
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6 eine weitere schematische Perspektivansicht des Arbeitsbereichs, in welchem ein Getriebe für einen Personenkraftwagen in einer ersten Stellung angeordnet ist;
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7 eine weitere schematische Perspektivansicht des Arbeitsbereichs, in welchem das Getriebe in einer von der ersten Stellung unterschiedlichen, zweiten Stellung angeordnet ist; und
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8 ein Diagramm, anhand dessen ermittelt werden kann, ob und in welcher Stellung das Getriebe im Arbeitsbereich angeordnet ist.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen Arbeitsbereich einer Fertigungsanlage zum Herstellen von Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen. Dieser Arbeitsbereich wird dabei im Rahmen eines Verfahrens überwacht. Zum Überwachen des Arbeitsbereichs werden wenigstens eine in 1 nicht erkennbare Tiefenbildkamera sowie eine ebenfalls in 1 nicht erkennbare und von der Tiefenbildkamera unterschiedliche RGB-Kamera verwendet.
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Die Tiefenbildkamera und die RGB-Kamera weisen einen jeweiligen Erfassungsbereich auf, wobei sich diese Erfassungsbereiche zumindest teilweise gegenseitig überlappen. Dies bedeutet, dass zumindest ein Teil des Arbeitsbereichs sowohl von der RGB-Kamera als auch von der Tiefenbildkamera erfasst werden kann. Somit kann sowohl die RGB-Kamera als auch die Tiefenbildkamera Bilder von dem diesen gemeinsamen Teil des Arbeitsbereichs erfassen. Diese Bilder können – wie noch im Folgenden erläutert wird – Bildverarbeitungsverfahren unterzogen werden, so dass anhand von Bildverarbeitungsalgorithmen Informationen aus diesen Bildern gewonnen werden können.
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Die RGB-Kamera ist dabei eine im RGB-Farbraum sensitive Kamera, welche beispielsweise als 2D-Kamera ausgebildet ist und somit lediglich zweidimensionale Informationen und nicht etwa auch dreidimensionale Informationen über den Arbeitsbereich beziehungsweise den durch sie erfassbaren Teil des Arbeitsbereichs bereitstellen kann.
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Im Rahmen des Verfahrens erfolgt zunächst eine Initialisierung beziehungsweise Kalibrierung der Tiefenbildkamera. Wie aus 1 erkennbar ist, wird mittels der RGB-Kamera wenigstens ein in 1 erkennbares Bild des Arbeitsbereichs erfasst. In diesem Bild werden innerhalb von vorgebbaren Flächen 10, 12, 14 Bereiche eines in den Erfassungsbereichen angeordneten Objekts 16 detektiert. Hierzu werden innerhalb der Flächen 10, 12, 14 erste Farbinformationen im RGB-Farbraum mittels der RGB-Kamera erfasst, wobei diese ersten Farbinformationen mit gespeicherten, vorgegebenen zweiten Farbinformationen verglichen werden. Auf diese Weise wird innerhalb der Flächen 10, 12, 14 nach sogenannten Pixelflächen 18, 20, 22 gesucht, die eine 4×4-Erstreckung aufweisen und deren RGB-Farbwert mit einem gespeicherten RGB-Farbwert korreliert.
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Mit anderen Worten werden mittels der RGB-Kamera Pixel gesucht, deren jeweiliger RGB-Farbwert mit einem vorgebbaren, gespeicherten Farbwert übereinstimmt. Pixel, deren RGB-Farbwert mit dem gespeicherten RGB-Farbwert übereinstimmt, werden als „Übereinstimmungspixel” bezeichnet. Vier in Reihe nebeneinander angeordnete Übereinstimmungspixel bilden eine Übereinstimmungsreihe. Sind vier solcher Übereinstimmungsreihen übereinander angeordnet, so wird dadurch eine Pixelfläche mit 4×4-Erstreckung gebildet, da eine solche Pixelfläche vier Spalten und vier Reihen mit Übereinstimmungspixeln umfasst. Mittels der RGB-Kamera wird schließlich nach solchen Pixelflächen gesucht. Derartige, mittels der RGB-Kamera in den Flächen 10, 12, 14 erfasste Pixelflächen sind in 1 mit 18, 20 und 22 bezeichnet.
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Nach Erfassen der Pixelflächen 18, 20, 22 wird mittels der Tiefenbildkamera überprüft, ob der Abstand der Pixelfläche 18 in der Fläche 10 in einem vorgebbaren ersten Bereich liegt. Dieser vorgebbare erste Bereich erstreckt sich beispielsweise von 850 Millimeter bis 1050 Millimeter. Ferner wird überprüft, ob der Abstand der gefundenen Pixelfläche 20 in der Fläche 12 zur Tiefenbildkamera in einem vorgebbaren zweiten Bereich liegt, wobei der zweite Bereich sich beispielsweise von 450 Millimeter bis 650 Millimeter erstreckt. Ferner wird überprüft, ob der Abstand der Pixelfläche 22 in der Fläche 14 zur Tiefenbildkamera in einem vorgebbaren dritten Bereich liegt, wobei sich der dritte Bereich beispielsweise von 1550 bis 1850 Millimeter erstreckt.
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In 1 beziehungsweise in dem von der Tiefenbildkamera erfassten Bild ist auch ein Fadenkreuz 24 zu erkennen. Mittels des Fadenkreuzes 24 wird die Tiefenbildkamera relativ zum zu erfassenden Arbeitsbereich ausgerichtet, indem das Fadenkreuz beispielsweise in Überdeckung mit einem Objekt oder mit einer Geometriestruktur eines im Erfassungsbereich der Tiefenbildkamera angeordneten Objekts bewegt wird. In diesem Fall eine automatische Initialisierung der Tiefenbildkamera möglich. Hierbei orientiert sich das System an dem Fadenkreuz zur Grobpositionierung und misst sich eigenständig ein.
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In einem aus 2 erkennbaren nächsten Schritt werden innerhalb der Flächen 10, 12, 14 Punkte P1, P2 und P3 durch einen Offsetausgleich der jeweiligen Schwerpunkte der gespeicherten Punktemengen (Pixelflächen 18, 20 und 22) ermittelt. Anhand der Punkte P1 und P2 wird eine erste Messkante 26 ermittelt. Bei der ersten Messkante 26 handelt es sich beispielsweise um eine Gerade oder eine Linie, welche sich von dem Punkt P1 zu dem Punkt P2 erstreckt beziehungsweise umgekehrt. Über Vektorrechnung wird aus den Punkten P1 und P2 ein Punkt P4 berechnet. Anschließend wird aus dem Punkt P4 und dem Punkt P3 ein Punkt P5 berechnet. Schließlich wird anhand der Punkte P3 und P5 eine zweite Messkante 28 bestimmt. Diese zweite Messkante liegt beispielsweise auf einer Geraden oder Linie, welche durch die Punkte P3 und P5 geht. Bei der zweiten Messkante 28 handelt es sich beispielsweise um eine Gerade oder Linie, welche sich vom Punkt P3 bis zum Punkt P5 beziehungsweise umgekehrt erstreckt.
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Schließlich werden bezogen auf die Tiefenbildkamera x-Koordinaten 30 und y-Koordinaten 32 der ersten Messkante 26 bestimmt. Dementsprechend werden bezogen auf die Tiefenbildkamera x-Koordinaten und y-Koordinaten der zweiten Messkante 28 bestimmt. Liegen die x- und die y-Koordinaten beider Messkanten innerhalb vorgegebener Grenzen, so gelten diese Koordinaten als gültig. Die genannten, vorgegebenen Grenzen sind in 2 durch Bereiche 34 veranschaulicht. Liegen die x- und y-Koordinaten der Messkanten 26, 28 nicht innerhalb der vorgegebenen Grenzen, so wird die Bestimmung der Punkte P1, P2, P3, P4 und P5, welche Randpunkte sind, nochmals durchgeführt.
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Dies bedeutet, dass im Rahmen der Initialisierung zunächst die Randpunkte in Form der Punkte P1, P2, P3, P4 und P5 bestimmt werden. Anschließend werden im Rahmen der Initialisierung die Messkanten 26, 28 bestimmt. Im Anschluss daran werden im Rahmen der Initialisierung relevante Tiefeninformationen ermittelt. Es wurde gefunden, dass die Tiefenbildkamera beispielsweise ein Einlaufverhalten von circa 900 Frames (circa 30 Sekunden) benötigt, um zumindest im Wesentlichen konstante Tiefeninformationen bereitzustellen. Nach 900 Frames wird für 100 Frames der Mittelwert des Pixelabstands zur Tiefenbildkamera für jedes in den Messkanten 26, 28 enthaltene Pixel ermittelt und gespeichert. Dieser jeweilige Mittelwert des Abstands des jeweiligen Pixels zur Tiefenbildkamera wird als Soll-Wert in einer Speichereinrichtung abgelegt.
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Es kann vorkommen, dass nicht für jedes in den Messkanten 26, 28 enthaltene Pixel Tiefeninformationen gewonnen werden können. Kann beispielsweise von einem Pixel keine Tiefeninformation gewonnen werden, so wird diesem Pixel der Wert –1 zugeordnet, was beispielsweise aus 3 erkennbar ist. 3 zeigt eine Matrix, in welcher die Mittelwerte jeweiliger Pixelabstände eingetragen sind. Die in 3 gezeigten Werte –1 besagen also, dass für die zu diesen Werten gehörenden Pixel keine Informationen gewonnen werden konnten. Ist dies der Fall, so wird das Pixel, von dem keine Tiefeninformationen gewonnen werden konnten, mit einem 3×3 Pixel breiten Mittelwertfilter gefiltert. Dies bedeutet: Ist von einem Pixel kein Tiefenwert bekannt, so wird der Mittelwert des Abstands dieses Pixels zur Tiefenbildkamera aus den direkt unmittelbar umliegenden Pixeln mit gültiger Tiefeninformation gebildet. Hierzu wird – wie aus 3 erkennbar ist – eine 3×3-Teilmatrix 36 der in 3 gezeigten Matrix gebildet, wobei der in 3 mit 38 bezeichnete mittlere Wert der 3×3-Teilmatrix 36 einem Pixel zugeordnet ist, von dem keine gültigen Tiefeninformationen bekannt sind. Aus 3 ist ferner erkennbar, dass in direkter unmittelbarer Umgebung des mittleren Werts 38 sechs gültige Abstandswerte liegen. Diese Werte betragen vorliegend 100, 101, 101, 100, 100 und 100. Aus diesen gültigen Werten wird der mittlere Wert 38 auf folgende Weise gebildet: (100 + 101 + 101 + 100 + 100 + 100)/6 = 100,33.
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Die Nachkommastellen werden gelöscht, so dass in der Folge ein Mittelwert von 100 berechnet wird. Dieser Mittelwert von 100 wird nun dem Pixel zugeordnet, welchem zuvor der mittlere Wert 38 der 3×3-Teilmatrix 36 zugeordnet war. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass auf diese Weise mit zumindest einem Teil der oder mit allen Pixeln der Messkanten 26, 28 verfahren wird, von denen keine gültigen Tiefeninformationen (Wert –1) vorliegt.
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Nachdem auf diese Weise gültige Tiefeninformationen für die in den Messkanten 26, 28 enthaltenen Pixel ermittelt beziehungsweise berechnet wurden, wird der Arbeitsbereich anhand der erfassten beziehungsweise berechneten und den Abstand der Messkanten 26, 28 zur Tiefenbildkamera charakterisierenden Werten überwacht. Mit anderen Worten wird der Arbeitsbereich überwacht, indem die Messkanten 26, 28 beziehungsweise ihr Abstand zur Tiefenbildkamera überwacht werden. Hierzu werden 30 Frames pro Sekunde abgefragt. Mit anderen Worten wird alle 33 Millisekunden ein Frame, das heißt ein Bild von der Tiefenbildkamera erfasst. In jedem Frame beziehungsweise Bild wird von jedem Pixel der Messkanten 26, 28 der erfasste Abstand zur Tiefenbildkamera mit dem zuvor gespeicherten Soll-Wert verglichen. Dies bedeutet, dass in jedem Frame von jedem Pixel der Messkanten 26, 28 der Abstand zur Tiefenbildkamera erfasst und als Ist-Wert mit dem zuvor gespeicherten Soll-Wert verglichen.
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Liegt beispielsweise für die Messkante 26 der Unterschied zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert innerhalb einer ersten Toleranz von beispielsweise +/–6 Millimeter und liegt für die Messkante 28 der Unterschied zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert innerhalb einer zweiten Toleranz von beispielsweise +/–300 Millimeter, so gilt dieser Zustand ohne weitere Maßnahmen als akzeptabel. Liegt der jeweilige Unterschied jedoch außerhalb der jeweiligen Toleranz, so wird dieser Unterschied, das heißt der Wert des Unterschieds mit einem Absolutwertfilter gefiltert, was anhand von 4a und 4b veranschaulicht ist.
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4a und 4b zeigen jeweils eine Matrix, deren mit 40 bezeichneter, mittlerer Wert der Wert des Unterschieds ist, der außerhalb der Toleranz liegt. Wie aus 4a und 4b erkennbar ist, beträgt der Unterschied 9 Millimeter. Bezogen auf die Messkante 26 bedeutet dies, dass die erste Toleranz verletzt wird, da bezogen auf die Messkante 26 lediglich ein Unterschied von +/–6 Millimetern toleriert wird.
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Anhand der in 4a und 4b gezeigten 3×3-Matrix wird überprüft, ob ein direkt unmittelbar um den die Toleranz verletzenden Unterschied umliegender, einem anderen Pixel zugeordneter Unterschied innerhalb der Toleranz, vorliegend der ersten Toleranz, liegt. Ist dies der Fall, so gilt der die erste Toleranz eigentlich verletzende Unterschied als akzeptabel, was aus 4a erkennbar ist. An den die erste Toleranz verletzenden Unterschied (mittlerer Wert 40) grenzen vier Unterschiede an, von denen drei Unterschiede den Wert 0 und ein Unterschied den Wert 1 aufweisen und somit innerhalb der ersten Toleranz liegen.
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Anhand von 4b ist eine Situation veranschaulicht, in der kein direkt unmittelbar um den mittleren Wert 40 umliegender Unterschied innerhalb der ersten Toleranz liegt. In der Folge wird der betrachtete, die erste Toleranz verletzende Unterschied (mittlerer Wert 40) als nicht akzeptabel eingestuft.
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Erfolgt die Einstufung des Unterschieds als akzeptabel, so wird beispielsweise ein in dem Arbeitsbereich automatisch, beispielsweise mittels wenigstens eines Roboters, durchgeführter Vorgang fortgesetzt, da anhand des Vergleichs des jeweiligen Soll-Werts mit dem jeweiligen Ist-Wert ermittelt wird, dass im Arbeitsbereich keine unerwünschte Situation aufgetreten ist.
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Wird jedoch der Unterschied als nicht-akzeptabel eingestuft, so wird der Vorgang unterbrochen beziehungsweise abgebrochen, das heißt beendet. Wird als der Arbeitsbereich beispielsweise ein Arbeitsbereich einer Arbeitsstation überwacht, und wird der Unterschied als nicht-akzeptabel eingestuft, so wird beispielsweise ein Not-Aus der Arbeitsstation aktiviert.
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Zu einer Einstufung des Unterschieds als nicht-akzeptabel kann es beispielsweise dann kommen, wenn in den Arbeitsbereich ein Objekt unerwünschterweise eindringt. Dieses unerwünschte Eindringen des Objekts, welches auch als Eindringling bezeichnet wird, kann anhand der Überwachung der Messkanten 26, 28 erfasst werden. Wird ein solcher Eindringling erfasst, so kann der automatische Vorgang unterbrochen werden, um beispielsweise Kollisionen eines Menschen und/oder eines anderen Objekts mit dem eingedrungenen Objekt zu verhindern.
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Das Verfahren ermöglicht es dabei, die Größe beziehungsweise die äußeren Abmessungen, ab welche beziehungsweise welchen ein Objekt als unerwünschter Eindringling eingestuft wird, frei vorzugeben. Beispielsweise können Objekte, welche größer als 4 oder 6 Millimeter gemäß DIN EN 349 und DIN EN ISO 13857 sind, erkannt und als Eindringling eingestuft werden. Demgegenüber kleinere Objekte können zwar erfasst werden, jedoch kann das Einstufen dieser erfassten Objekte als Eindringling unterbleiben, so dass der automatische Vorgang fortgesetzt werden kann. Im Rahmen des Verfahrens werden somit Tiefendaten zur Kantenüberwachung und/oder zum Erkennen von Objekten oder Objektmustern verwendet. Zur Realisierung einer besonders hohen Prozessstabilität und Robustheit kann ein Algorithmus des Verfahrens beispielsweise auf mehrere Abtastlinien, Nachbarpixel, eigene Farbflächen und/oder Farbmuster zurückgreifen, die gegebenenfalls auf speziell für das durchzuführende Verfahren an einem entsprechenden Objekt angebracht werden.
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Anhand von 5 bis 8 ist veranschaulicht, auf welche Weise mittels des Verfahrens ein Objekt sowie die Stellung des Objekts im Arbeitsbereich erfasst werden kann. Bei dem Arbeitsbereich handelt es sich beispielsweise um einen Arbeitsbereich einer Arbeitsstation einer Fertigungsanlage, wobei an dieser Arbeitsstation ein Getriebe eines Personenkraftwagens montiert wird. 8 zeigt ein Diagramm, auf dessen Abszisse 42 die Anzahl der Tiefenwerte aufgetragen ist, welche mittels der Tiefenbildkamera erfasst werden. Mit anderen Worten ist auf der Abszisse 42 die Anzahl an Werten aufgetragen, die den Abstand der Messkanten 26, 28 zur Tiefenbildkamera charakterisieren. Auf der Ordinate 44 des Diagramms sind die Tiefenwerte selbst aufgetragen. Ferner ist das Diagramm in drei unterschiedliche Bereiche 46, 48 und 50 aufgeteilt, das heißt segmentiert. Aus 5 ist erkennbar, dass sich das Getriebe noch nicht im Arbeitsbereich befindet. Ist dies der Fall, so kommt es zu einer aus 8 erkennbaren Pixelhäufung 52 im Bereich 50 des Diagramms.
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Gemäß 6 ist das mit 51 bezeichnete Getriebe zumindest teilweise im Arbeitsbereich angeordnet und befindet sich in einer ungedrehten Stellung. Ist dies der Fall, so kommt es – wie aus 8 erkennbar ist – zu einer Pixelhäufung 54 im Bereich 46 des Diagramms.
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Gemäß 7 ist das mit 51 bezeichnete Getriebe zumindest teilweise im Arbeitsbereich angeordnet und gegenüber der ungedrehten Stellung in eine gedrehte Stellung bewegt, insbesondere verschwenkt. Befindet sich das Getriebe 51 in seiner gedrehten Stellung, so kommt es – wie aus 8 erkennbar ist – zu einer Pixelhäufung 56 im Bereich 48. Das Erkennen von Positionszuständen des Getriebes 51 ist somit umgesetzt durch Zuhilfenahme eines Bildverarbeitungsalgorithmus „Thresholding”. Alternativ zum anhand von 5 bis 8 veranschaulichten „Thresholding” ist ein Bildverarbeitungsalgorithmus „Template-Matching” denkbar, um die Positionszustände des Getriebes 51 zu erfassen. Im Rahmen des „Template-Matchings” erfolgt ein einfacher Bildvergleich von Ist-Bildern mit Soll-Bildern, anhand derer die Positionsstellungen des Getriebes 51 erkannt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012014057 A1 [0002]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN 349 [0045]
- DIN EN ISO 13857 [0045]
