DE102016101375B4

DE102016101375B4 - Verbessertes Verfahren und Vorrichtung zum Anpassen einer Bildauswertung

Info

Publication number: DE102016101375B4
Application number: DE102016101375.7A
Authority: DE
Inventors: Sascha Manuel Wirth; Stefan Hörbel
Original assignee: Aku Automation GmbH; AkuAutomation GmbH
Current assignee: Aku Automation GmbH; AkuAutomation GmbH
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2036-01-27
Also published as: DE102016101375A1

Abstract

Verfahren zum Anpassen einer Bildauswertung, aufweisend die folgenden Schritte:
- sukzessives Zuführen eines Messobjektes (116, 116a, 116b) zu einem bildgebenden Sensor (106);
- sukzessives Erzeugen von Bildern (120, 122, 124, 126) mittels des bildgebenden Sensors (106), wobei in jedem Bild zumindest ein Messobjekt (116, 116a, 116b) abgebildet ist;
- Auswerten der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen (127) in einer ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102);
- Ermitteln eines Ergebnisses aufgrund der Auswertung zumindest eines der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) mittels der ersten Bilderverarbeitungsanweisungen (127) in der ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102);
- Weiterleiten des Ergebnisses an eine Manipulationseinrichtung (112, 113), die dazu ausgebildet ist, das Messobjekt (116, 116a, 116b) zu manipulieren;
- Übertragen zumindest eines der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) an eine zweite Bildverarbeitungseinrichtung (104);
- Auswählen zweiter Bildverarbeitungsanweisungen (128) zum Auswerten der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104) ohne Unterbrechung des Schrittes der Auswertung der Mehrzahl von Bildern mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen (127) in einer ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102);
- Auswerten der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104) mittels der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen (128) ohne Unterbrechung des Schrittes der Auswertung der Mehrzahl von Bildern mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen (127) in einer ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102);
- Anzeigen des Ergebnisse s der Auswertung der Mehrzahl von Bildern mittels der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen (128) in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104);
- Übertragen der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen (128) an die erste Bildverarbeitungseinrichtung (102); und
- Auswerten der Mehrzahl von Bildern mittels der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen in der ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102); gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:
- gleichzeitiges Übertragen zumindest eines der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) zu der ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102) und zu der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Anpassen einer Bildauswertung eines Bildverarbeitungssystems.
Stand der Technik
Bildverarbeitungssysteme werden weit verbreitet verwendet, beispielsweise in der Fertigung. Häufige Einsatzbereiche sind die Inspektion, die Qualitätssicherung, die Bestimmung der Position von Werkstücken, die Bestimmung der Orientierung von Werkstücken oder dergleichen. Ein typisches Bildverarbeitungssystem umfasst einen bildgebenden Sensor, beispielsweise einen CCD-Zeilensensor, einen zweidimensionalen CCD-Sensor, einen Stereo-Sensor oder dergleichen und eine geeignete Beleuchtung des Werkstückes. Der bildgebende Sensor nimmt ein digitales Bild auf, das an eine Auswerteeinheit übertragen wird. In der Auswerteeinheit wird das Bild mittels Algorithmen analysiert. Der Algorithmus gibt ein Ergebnis aus, beispielsweise eine Gut/Schlecht-Entscheidung, eine Qualität zumindest eines Teils des Werkstückes, eine Position des Werkstückes, eine Orientierung des Werkstückes oder dergleichen. Dieses Ergebnis wird an eine weiterverarbeitende Einheit weitergegeben, die beispielsweise die Position und/oder die Orientierung des Werkstückes berücksichtigt bzw. korrigiert und/oder Teile minderer Qualität vom weiteren Herstellprozess als Ausschuss ausschließt.
Aufgrund nicht optimaler Beleuchtungsverhältnisse und/oder aufgrund sich verändernder optischer Eigenschaften Werkstücke ist es bei der Einrichtung eines Bildverarbeitungssystem nicht immer möglich, den Algorithmus so auszuwählen und/oder so zu parametrieren, dass sich ändernde optische Eigenschaften der Werkstücke keinen Einfluss auf die Bildverarbeitung haben. Häufig müssen Parameter angepasst werden, andere Algorithmen ausgewählt werden oder dergleichen, wenn sich die (beispielsweise optischen) Exemplareigenschaften der verarbeiteten Werkstücke im Laufe der Zeit ändern.
Nachteile des Standes der Technik
Bei einer Variante des Standes der Technik muss der Herstellprozess unterbrochen werden, um das Bildverarbeitungssystem neu zu parametrieren. Es versteht sich, dass derartige Unterbrechungen unerwünscht sind. Bei einer anderen Variante des Standes der Technik können Bilder, deren Verarbeitung durch das Bildverarbeitungssystem fehlerhaft war, gespeichert werden und zu einem späteren Zeitpunkt analysiert werden. Ein derartiges Analysieren von Bildern erfordert manuellen Aufwand, beispielsweise in Form von manuellem Kopieren von Bildern und Ergebnissen, und ist folglich unerwünscht.
Die DE 10 2015 101 378 A1 offenbart die Optimierung der Parameter des Bildverarbeitungssystems mittels gespeicherter Bilder.
Die DE 196 36 074 A1 beschreibt die Archivierung der Bilddaten einer Stichprobe. Dies betrifft einen Lernbetrieb, in dem die Bilder entsprechend den Entscheidungsklassen zugeordnet werden. Dadurch kann das Parametrieren des Klassifikators auch ohne Betrieb der Bildaufnahmevorrichtung durchgeführt werden.
Die US 2015/0290802 A1 offenbart einen Roboter mit einer Kamera. Der Roboter umfasst einen Trainingsmodus und einen Ausführungsmodus, die alternativ aktiviert werden.
Die EP 1 210 585 B1 offenbart das Anlernen eines Bildverarbeitungssystems mittels defekter und nicht defekter Bauteile.
Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zum Anpassen einer Bildauswertung, insbesondere während des Einsatzes eines Bildverarbeitungssystem zu schaffen.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 10 und eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben bevorzugte Ausführungsformen an.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Anpassen einer Bildauswertung weist die Schritte des sukzessiven Zuführens eines Messobjektes zu einem bildgebenden Sensor und das sukzessive Erzeugen von Bildern mittels des bildgebenden Sensors auf, wobei in jedem Bild zumindest ein Messobjekt abgebildet ist. Die Messobjekte können sukzessive zugeführte Werkstücke sein. Die Mehrzahl Bilder, die von dem bildgebenden Sensor erzeugt werden, werden mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen in einer ersten Bildverarbeitungseinrichtung ausgewertet. Auf Grundlage der Auswertung eines jeden der Mehrzahl Bilder wird mittels eines Algorithmus in der ersten Bildverarbeitungseinrichtung ein Ergebnis ermittelt. Das Ergebnis betrifft zumindest ein Werkstück. Das Ergebnis wird an eine Manipulationseinrichtung weitergeleitet, die dazu ausgebildet ist, das Messobjekt zu manipulieren. Manipulieren kann im Zusammenhang mit dieser Offenbarung bedeuten, dass das Werkstück bzw. Messobjekt bewegt und/oder verändert und/oder ausgesondert (ausgeschleust) wird.
Erfindungsgemäß wird die Mehrzahl Bilder an eine zweite Bildverarbeitungseinrichtung übertragen. Ferner werden die ersten Bildverarbeitungsanweisungen an die zweite Bildverarbeitungseinrichtung übertragen. In der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung werden zweite Bildverarbeitungsanweisungen zum Auswerten der Mehrzahl Bilder ausgewählt, um die Bildverarbeitung zu optimieren. Die Mehrzahl Bilder wird in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung mittels der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen ausgewertet. Das Ergebnis der Auswertung der Mehrzahl Bilder in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung mittels der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen wird angezeigt. Anschließend werden die zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen an die erste Bildverarbeitungseinrichtung übertragen. Die erste Bildverarbeitungseinrichtung wertet die Mehrzahl Bilder, die von dem bildgebenden Sensor sukzessive erzeugt werden, mittels der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen aus.
Die erste und die zweite Bildverarbeitungseinrichtung können in einem Bildverarbeitungssystem, einer Auswerteeinrichtung und einer Kamera mit einer Auswerteeinrichtung implementiert sein. Bei einer Ausführungsform können die erste Bildverarbeitungseinrichtung und die zweite Bildverarbeitungseinrichtung von einem Prozess oder einem Thread (beispielsweise Teilprozess) und/oder einer Instanz in einem Computer mit zumindest einem Prozessor und einem Speicher implementiert sein, wobei der Computer das Bildverarbeitungssystem und/oder die Auswerteeinrichtung in der Kamera bildet. Die zweite Bildverarbeitungseinrichtung kann eine Kopie der ersten Bildverarbeitungseinrichtung sein.
Mittels der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung können während eines produktiven Einsatzes der ersten Bildverarbeitungseinrichtung Bildverarbeitungsanweisungen geändert werden, beispielsweise optimiert werden, ohne den produktiven Prozess mit dem Auswerten der Messobjekte (Werkstücke) durch die erste Bildverarbeitungseinrichtung zu unterbrechen. Dadurch können einerseits Stillstandzeiten einer Anlage reduziert werden. Andererseits ist es möglich, geänderte Bildverarbeitungsanweisungen bei einer Mehrzahl von erzeugten Bildern von unterschiedlichen Messobjekten zu testen. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der Bildverarbeitungseinrichtung erhöht werden. Ferner kann der Ausschuss reduziert werden.
Die ersten Bildverarbeitungsschritte können zumindest einen ersten Algorithmus und zumindest einen ersten Parameter zum Parametrieren des zumindest einen ersten Algorithmus aufweisen. Die zweiten Bildverarbeitungsschritte können zumindest einen zweiten Algorithmus und zumindest einen zweiten Parameter zum Parametrieren des zumindest einen zweiten Algorithmus aufweisen. Alternativ hierzu oder zusätzlich können die zweiten Bildverarbeitungsschritte zumindest einen ersten Algorithmus und zumindest einen dritten Parameter zum Parametrieren des zumindest einen ersten Algorithmus aufweisen. Mit anderen Worten, die zweiten Verarbeitungsschritte können den gleichen Algorithmus wie die ersten Bildverarbeitungsschritte, jedoch mit zumindest einem geänderten Parameter, aufweisen. Die zweiten Bildverarbeitungsschritte können einen zusätzlichen und/oder einem anderen Algorithmus verglichen mit den ersten Bildverarbeitungsschritten aufweisen. Bevorzugt werden an der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung die Algorithmen der Bildverarbeitungsschritte verändert, beispielsweise ausgetauscht oder neue hinzugefügt.
Geeignete Algorithmen sind dem Fachmann bekannt. Diese umfassen beispielsweise eine Histogrammbildung, eine Filterung, eine Korrelation, eine Kantendetektion, eine Merkmalsextraktion, eine Schwellenwertbildung etc. Es versteht sich, dass weitere Algorithmen alternativ oder zusätzlich möglich sind.
Das Ergebnis kann eine Position des Messobjektes, eine Rotation des Messobjektes, eine Qualität zumindest eines Teils des Messobjektes, eine Kodierung, eine Identität, eine Typ-Erkennung, eine OCR-Erkennung und/oder eine Gut/Schlecht-Entscheidung umfassen. Es versteht sich, dass weitere Ergebnisse alternativ oder zusätzlich möglich sind.
Der bildgebende Sensor kann ein zweidimensionaler Halbleitersensor, ein eindimensionaler Halbleitersensor, ein zweidimensionaler CMOS-Sensor, ein eindimensionaler CMOS-Sensor, ein zweidimensionaler CCD-Sensor, ein eindimensionaler CCD-Sensor und/oder einen Stereo-Sensor sein, der eine Mehrzahl der Halbleitersensoren aufweist. Eine dreidimensionale Bildgebung kann durch eine Streiflichtprojektion oder durch eine Lasertriangulation erfolgen. Es versteht sich, dass weitere Sensoren alternativ oder zusätzlich möglich sind.
Der Schritt des Auswertens der Mehrzahl Bilder mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen in einer ersten Bildverarbeitungseinrichtung und des Auswertens der Mehrzahl Bilder in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung können gleichzeitig ausgeführt werden. Der Schritt des Auswertens der Mehrzahl Bilder mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen in einer ersten Bildverarbeitungseinrichtung und der Schritt des Auswertens der Mehrzahl Bilder in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung können getrennt und unabhängig voreinander ausgeführt werden. Dadurch ist es möglich, die Ergebnisse der unterschiedlichen Bildverarbeitungsanweisungen zu prüfen. Folglich kann eine Optimierung von Bildverarbeitungsanweisungen schnell konvergieren.
Der Schritt des Auswertens der Mehrzahl Bilder mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen in der ersten Bildverarbeitungseinrichtung und des Auswertens der Mehrzahl Bilder in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung können auf Grundlage des gleichen Bildes durchgeführt werden. Auch dieser Schritt ermöglicht eine Optimierung der Bildverarbeitungsparameter innerhalb eines kurzen Zeitraumes.
Der Schritt des sukzessiven Zuführens des Messobjektes zu einem bildgebenden Sensor kann Teil eines Verfahrens zum Herstellen eines herzustellenden Gegenstandes sein, der das Messobjekt umfasst. Das Messobjekt kann ein Werkstück sein, das zu dem herzustellenden Gegenstand weiterverarbeitet wird oder in diesen eingebaut wird, oder es kann der herzustellende Gegenstand sein.
Der Schritt des Übertragens zumindest eines der Mehrzahl Bilder zu der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung kann das gleichzeitige Übertragen zumindest eines der Mehrzahl Bilder zu der ersten Bildverarbeitungseinrichtung und zu der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung umfassen. Der Ausdruck gleichzeitig ist nicht im Sinne der Physik, sondern im Sinne der Informatik auszulegen. Gleichzeitig kann parallel und hintereinander im Sinne von Tasks auf einem Mehr-Prozess-Betriebssystem umfassen. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die erste Bildverarbeitungseinrichtung und die zweite Bildverarbeitungseinrichtung Instanzen in einer Auswerteeinrichtung, d.h. einem Computer mit einem Prozessor und Speicher. Die zweite Bildverarbeitungseinrichtung kann ein Kopie (SW-Kopie) der ersten Bildverarbeitungseinrichtung sein. Die erste Bildverarbeitungseinrichtung und die zweite Bildverarbeitungseinrichtung können je ein Thread oder ein Prozess sein. Der Schritt des gleichzeitigen Übertragens kann das Übertragen der Mehrzahl Bilder an beide Instanzen, an beide Prozesse und/oder an beide Threads der Bildverarbeitungseinrichtungen umfassen.
Jedes der Bilder der Mehrzahl Bilder kann sukzessive übertragen werden. Der Schritt des Übertragens zumindest eines der Mehrzahl Bilder der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung kann den Schritt des zeitversetzten Zuführens zumindest eines der Mehrzahl Bilder der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung umfassen. Ferner kann der Schritt des Übertragens zumindest eines der Mehrzahl Bilder zu der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung das Speichern der Mehrzahl Bilder in der ersten Bildverarbeitungseinrichtung und das zeitversetzte Übertragen zumindest eines der Mehrzahl Bilder zu der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung aufweisen. Dadurch ist es möglich, je nach Anwendungsfall aktuelle Bilder von Messobjekten oder historische Bilder von Messobjekten zum Optimieren der Bildverarbeitungsanweisungen zu verwenden.
Das Verfahren kann ferner den Schritt des Koppelns der ersten Bildverarbeitungseinrichtung mit der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung aufweisen. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die erste Bildverarbeitungseinrichtung und die zweite Bildverarbeitungseinrichtung Instanzen in einer Auswerteeinrichtung. Die Koppelung kann mittels Inter-Prozess-Kommunikation und Intra-Prozess-Kommunikation erfolgen. Die Koppelung kann bei einer anderen Ausführungsform mittels eines beliebigen Netzwerkes, beispielsweise mittels eines TCP/IP-Netzwerkes, erfolgen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt, das, wenn es in einen Speicher eines Computers mit einem Prozessor geladen ist, die Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens ausführt.
Die Erfindung offenbart auch eine Bildverarbeitungsvorrichtung mit einem bildgebenden Sensor zum Erzeugen einer Mehrzahl Bilder von Messobjekten, einer ersten Bildverarbeitungseinrichtung und einer zweiten Bildverarbeitungseinrichtung. Die erste Bildverarbeitungseinrichtung wertet die Mehrzahl Bilder mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen aus und leitet ein Ergebnis der ersten Bildverarbeitungsanweisungen an eine Manipulationseinrichtung weiter. Die zweite Bildverarbeitungseinrichtung wertet die Mehrzahl Bilder mittels zweiter Bilderverarbeitungsanweisungen aus und zeigt das Ergebnis der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen, beispielsweise auf einem Bildschirm, an. Die Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst ferner eine Kopiereinrichtung, die die zweiten Bildverarbeitungsanweisungen in die erste Bildverarbeitungseinrichtung als erste Bildverarbeitungsanweisungen kopiert.
Die Kopiervorrichtung kann erste Bedienungsmittel aufweisen, wobei die Kopiervorrichtung dazu ausgebildet ist, vor dem Optimieren der Bildverarbeitungsanweisungen in Reaktion auf eine Betätigung der ersten Bedienungsmittel die erste Bildverarbeitungseinrichtung in die zweite Bildverarbeitungseinrichtung und/oder die ersten Bildverarbeitungsanweisungen in die zweiten Bildverarbeitungsanweisungen zu kopieren. Das erste Bedienungsmittel kann eine Taste, beispielsweise einer Tastatur, oder eine virtuelle Taste auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm sein.
Die Kopiervorrichtung kann zweite Bedienungsmittel aufweisen, wobei die Kopiervorrichtung dazu ausgebildet ist, nach dem Optimieren der Bildverarbeitungsanweisungen in Reaktion auf eine Betätigung der ersten Bedienungsmittel die zweite Bildverarbeitungseinrichtung in die erste Bildverarbeitungseinrichtung und/oder die zweiten Bildverarbeitungsanweisungen in die ersten Bildverarbeitungsanweisungen zu kopieren. Das zweite Bedienungsmittel kann eine Taste, beispielsweise einer Tastatur, oder eine virtuelle Taste auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm sein.
Bei einer Ausführungsform können der bildgebende Sensor, die erste Bildverarbeitungseinrichtung und die zweite Bildverarbeitungseinrichtung in einem Gehäuse aufgenommen sein.
Figurenliste
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren detaillierter beschrieben, die eine nicht beschränkende Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei

1 schematisch eine Bildverarbeitungsumgebung darstellt, bei der das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann; und
2 eine schematische Darstellung mit einem Flussdiagramm ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Während eines Verfahrens zum Herstellen eines Gegenstandes werden eine Mehrzahl Werkstücke 106, 106a, 106b sukzessive in das Gesichtsfeld einer Kamera 106 zugeführt. Die Kamera 106 kann einen zweidimensionaler CCD-Sensor (oder alternativ einen beliebiger zuvor beschriebener Halbleitersensor), eine abbildende Optik und eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten des Werkstückes 116 aufweisen. Geeignete Kameras, geeignete abbildende Optiken und geeignete Beleuchtungseinrichtungen sind dem Fachmann bekannt und werden im Sinne der Prägnanz hierin nicht weiter beschrieben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kamera eine intelligente Kamera mit Auswerteeinrichtung.
Die Kamera 106 übergibt über einen geeigneten Bus 108 ein Bild des Werkstückes 116 an eine erste Bildverarbeitungseinrichtung 102.Mit anderen Worten, das Bild wird vom Sensor in einen anderen Speicherbereich kopiert. Die erste Bildverarbeitungseinrichtung 102 analysiert das Bild mittels zumindest eines ausgewählten Algorithmus und ermittelt ein Ergebnis, beispielsweise eine Gut/Schlecht-Entscheidung. Das Ergebnis wird an eine Manipulationseinrichtung 112 mit einem Endeffektor 113 übertragen. Sobald das Werkstück 116 mittels der Transporteinrichtung zur Manipulationseinrichtung 112 transportiert wurde, kann es mittels des Endeffektors 113 von der Transporteinrichtung entnommen werden und ausgesondert werden, wenn das von der ersten Bildverarbeitungseinrichtung 102 ermittelte Ergebnis anzeigt, dass das Werkstück Qualitätskriterien nicht erfüllt und somit Ausschuss ist.
Bei der Inbetriebnahme der ersten Bildverarbeitungseinrichtung 102 werden geeignete Algorithmen zum Auswerten eines Bildes des Werkstücks 116 ausgewählt und parametriert. Die optischen Eigenschaften eines Werkstückes können schwanken, ohne dass dadurch die funktionellen Eigenschaften des Werkstückes 116 für die Herstellung des Gegenstandes beeinträchtigt werden. Eine Veränderung der optischen Eigenschaften kann jedoch bewirken, dass der Algorithmus der ersten Bildverarbeitungseinrichtung 102 das Bild des Werkstückes 116 nicht mehr ordnungsgemäß verarbeiten kann.
Um trotz der veränderten optischen Eigenschaften eine adäquate Auswertung der Bilder des Werkstückes 116 zu erreichen, müssen ausgewählten Algorithmen zum Auswerten des Bildes des Werkstückes 116 verändert und/oder neu parametriert werden.
Wie zuvor erwähnt wurde, kann es bei einer Bildverarbeitungseinrichtung des Standes der Technik erforderlich sein, die Herstellung des Gegenstandes mittels der Werkstücke 116 zu unterbrechen oder eine Vielzahl von Bildern des Werkstückes 116 zu speichern und auszuwerten. Beide Maßnahmen sind zeitaufwändig und unerwünscht. Insbesondere ist ein Produktionsstillstand unerwünscht.
Die Erfindung schlägt vor, dass eine zweite Bildverarbeitungseinrichtung 104 mittels eines geeigneten Kommunikationsprotokolls 114 (Inter-Prozess-Kommunikation, Intra-Prozess-Kommunikation oder dergleichen) mit der ersten Bildverarbeitungseinrichtung 102 gekoppelt wird. Die erste Bildverarbeitungseinrichtung 102 überträgt die von der Kamera 106 aufgenommenen Bilder an die zweite Bildverarbeitungseinrichtung 104. Bei einer Ausführungsform kann die erste Bildverarbeitungseinrichtung 102 jedes von der Kamera 106 erhaltene Bild sofort (parallel, d.h. im Wesentlichen gleichzeitig) an die zweite Bildverarbeitungseinrichtung 104 übertragen. Bei einer anderen Ausführungsform können in einem Speicher gespeicherte Bilder an die zweite Bildverarbeitungseinrichtung 104 übertragen werden. Die Bilder können beispielsweise in einem Ringspeicher gespeichert sein. Der Ringspeicher kann ein FIFO-Speicher sein, in dem beispielsweise etwa 10 bis etwa 50 Bilder oder etwa 15 bis etwa 30 Bilder gespeichert sind.
Ferner werden die zur Auswertung der Bilder des Werkstückes 116 verwendeten Algorithmen und Parameter an die zweite Bildverarbeitungseinrichtung 104 übertragen bzw. kopiert. An der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung 104 können andere Algorithmen zur Auswertung der Bilder des Werkstückes 116 verwendet werden. Ferner können Algorithmen parametriert werden, um die Fehlerrate der Auswertung zu reduzieren. Während mittels der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung 104 die Auswertung der Bilder des Werkstückes 116 optimiert wird, ist die erste Bildverarbeitungseinrichtung 102 weiterhin im produktiven Betrieb. Dadurch entstehen dem Betreiber der Anlage keine Betriebsunterbrechungen, wodurch die Produktivität erhöht wird. Bevorzugt wird mittels der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung bei den zweiten Bildverarbeitungsschritten ein neuer Algorithmus hinzugefügt, ein Algorithmus ausgewechselt, ein Algorithmus entfernt oder dergleichen.
Sobald die Optimierung der Algorithmen und/oder der Parameter der Algorithmen mittels der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung 104 abgeschlossen ist, werden die optimierten Algorithmen und/oder optimierten Parameter wieder in der ersten Bildverarbeitungseinrichtung 102 gespeichert. Anschließend ermittelt die erste Bildverarbeitungseinrichtung das Ergebnis der Auswertung des Bildes des Werkstückes 116 mit den optimierten Algorithmen und/oder optimierten Parameter, wie sie durch die zweite Bildverarbeitungseinrichtung 104 ermittelt wurden.
Während der Optimierung der Bildverarbeitungsparameter mittels der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung 104 können Algorithmen und/oder Parameter optimiert werden, ohne dass die Arbeitsweise der ersten Bildverarbeitungseinrichtung 102 beeinträchtigt wird. Das Ergebnis der Auswertung mittels der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung wird nicht an die Manipulationseinrichtung 112 übergeben. Auch aus diesem Grund wird der Herstellungsprozess nicht durch die Optimierung der Algorithmen und/oder Parameter mittels der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung 104 beeinflusst, solange die optimierten Algorithmen und/oder optimierten Parameter noch nicht an die erste Bildverarbeitungseinrichtung 102 übergeben wurden.
Es wird auf 2 Bezug genommen, die eine Einbettung eines Flussdiagramms in eine schematische Darstellung der Erfindung zeigt. Auf einem Förderband 115 werden die Werkstücke 116, 116a und 116b transportiert. Die Kamera 106 erstellt sukzessive eine Mehrzahl Bilder 120, 122, 124, 126, die sowohl an die erste Bildverarbeitungseinrichtung 102 als auch an die zweite Bildverarbeitungseinrichtung 104 übertragen werden. Bei der ersten Bildverarbeitungseinrichtung 102 wertet ein erster Algorithmus 127, der eine Mehrzahl Bildverarbeitungsalgorithmen umfassen kann, die Bilder 120, 122, 124, 126 aus und gibt zu den Zeitpunkten t1, t2, t3, tN ein Ergebnis aus, das im Schritt 130 geprüft wird. Ist das Ergebnis des Algorithmus 1, dass das Werkstück 116 verworfen wird, wird der Manipulator 112 betätigt, um das Werkstück 116 vom Förderband 115 zu entfernen, sobald es mittels des Förderbandes 115 zum Manipulator 113 transportiert wurde.
Bei der Initialisierung der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung 104 kann der Algorithmus 1 in den Algorithmus 2 kopiert werden. Anschließend kann ein Nutzer den Algorithmus 2 ändern, beispielsweise indem andere Bildverarbeitungsalgorithmen verwendet werden.
Parallel zum Auswerten der Bilder 120, 122, 124, 126 mittels des Algorithmus 1 während des aktiven Produktionsverfahrens, werden die Bilder 120, 122, 124 in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung 104 mittels eines Algorithmus 2 ausgewertet. Die Algorithmus 2 kann von einem Bediener oder Nutzer beliebig ausgewählt werden. Der Algorithmus 2 kann mehrere Bildverarbeitungsalgorithmen umfassen. Die Bildverarbeitungsalgorithmen des Algorithmus 2 können sich von den Bildverarbeitungsalgorithmen des Algorithmus 1 unterscheiden.
Im Schritt 132 prüft der Nutzer, ob der Algorithmus 2 ein besseres Ergebnis als der Algorithmus 1 ergibt. Ein besseres Ergebnis kann bedeuten, dass die Qualität, die Position, die Rotation oder dergleichen eines Werkstückes 116 besser durch den Algorithmus 2 ermittelt wird, als es beim Algorithmus 1 der Fall ist. Falls der Algorithmus 2 ein besseres Ergebnis als der Algorithmus 1 liefert, kann im Schritt 134 der Algorithmus 2, der in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung 104 erstellt wurde, als Algorithmus 1 in die erste Bildverarbeitungseinrichtung 102 kopiert werden. Der Algorithmus 2 kann während der laufenden Produktion von der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung 104 zur ersten Bildverarbeitungseinrichtung 102 kopiert werden. Dadurch entsteht nur eine kurze Unterbrechung während der Produktion.
Falls der Algorithmus 2 kein besseres Ergebnis als der Algorithmus 1 erzeugt, kann im Schritt 134 von einem Bediener ein anderer Algorithmus 2 eingestellt werden oder die Optimierung des Algorithmus 1 beendet werden.
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass Bildverarbeitungsalgorithmen für einen Herstellungsprozess optimiert werden können, ohne dass der Herstellungsprozess selbst unterbrochen werden muss. Dadurch wird die Produktivität erhöht. Ferner entfällt das manuelle Übertragen von Bildern von Fehlauswertungen, was hohe administrative Aufwände nach sich zieht. Ferner können die veränderten Algorithmen und/oder Parameter bereits während der Optimierung an einer Vielzahl von Bildern von Werkstücken 116, 166a und 116b verifiziert werden.

Claims

Verfahren zum Anpassen einer Bildauswertung, aufweisend die folgenden Schritte: - sukzessives Zuführen eines Messobjektes (116, 116a, 116b) zu einem bildgebenden Sensor (106); - sukzessives Erzeugen von Bildern (120, 122, 124, 126) mittels des bildgebenden Sensors (106), wobei in jedem Bild zumindest ein Messobjekt (116, 116a, 116b) abgebildet ist; - Auswerten der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen (127) in einer ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102); - Ermitteln eines Ergebnisses aufgrund der Auswertung zumindest eines der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) mittels der ersten Bilderverarbeitungsanweisungen (127) in der ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102); - Weiterleiten des Ergebnisses an eine Manipulationseinrichtung (112, 113), die dazu ausgebildet ist, das Messobjekt (116, 116a, 116b) zu manipulieren; - Übertragen zumindest eines der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) an eine zweite Bildverarbeitungseinrichtung (104); - Auswählen zweiter Bildverarbeitungsanweisungen (128) zum Auswerten der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104) ohne Unterbrechung des Schrittes der Auswertung der Mehrzahl von Bildern mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen (127) in einer ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102); - Auswerten der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104) mittels der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen (128) ohne Unterbrechung des Schrittes der Auswertung der Mehrzahl von Bildern mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen (127) in einer ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102); - Anzeigen des Ergebnisse s der Auswertung der Mehrzahl von Bildern mittels der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen (128) in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104); - Übertragen der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen (128) an die erste Bildverarbeitungseinrichtung (102); und - Auswerten der Mehrzahl von Bildern mittels der zweiten Bilderverarbeitungsanweisungen in der ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102); gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: - gleichzeitiges Übertragen zumindest eines der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) zu der ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102) und zu der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die ersten Bildverarbeitungsschritte (127) zumindest einen ersten Algorithmus und zumindest einen ersten Parameter zum Parametrieren des zumindest einen ersten Algorithmus aufweisen; und - die zweiten Bildverarbeitungsschritte (128) zumindest einen zweiten Algorithmus und zumindest einen zweiten Parameter zum Parametrieren des zumindest einen zweiten Algorithmus aufweisen und/oder die zweiten Bildverarbeitungsschritte zumindest einen ersten Algorithmus und zumindest eines dritten Parameter zum Parametrieren des zumindest einen ersten Algorithmus aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis zumindest eines von Folgendem aufweist: - eine Position des Messobjektes (116, 116a, 116b); - eine Rotation des Messobjektes (116, 116a, 116b); - eine Qualität zumindest eines Teils des Messobjektes (116, 116a, 116b); - eine Kodierung; - eine Identität; - eine Typ-Erkennung; - eine OCR-Erkennung; und/oder - eine Gut/Schlecht-Entscheidung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bildgebende Sensor (106) zumindest eines von Folgendem aufweist: - einen zweidimensionalen Halbleitersensor; - einen eindimensionalen Halbleitersensor; - einen zweidimensionalen CMOS-Sensor; - einen eindimensionalen CMOS-Sensor; - einen zweidimensionalen CCD-Sensor; - einen eindimensionalen CCD-Sensor; und/oder - einen Stereo-Sensor.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Manipulierens des Messobjektes (116, 116a, 116b) zumindest einen der Folgenden Schritte umfasst: - Aussondern des Messobjektes (116, 116a, 116b) in Abhängigkeit des Ergebnisses; - Anpassen der Position des Messobjektes (116, 116a, 116b) in Abhängigkeit des Ergebnisses; - Anpassen der Orientierung des Messobjektes (116, 116a, 116b) in Abhängigkeit des Ergebnisses; - Zuführen des Messobjektes (116, 116a, 116b) an unterschiedliche Bearbeitungsstationen in Abhängigkeit des Ergebnisses.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Auswertens der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen (127) in der ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102) und des Auswertens der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104) mittels der zweiten Bildverarbeitungsanweisungen (128) gleichzeitig und/oder getrennt ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Auswertens der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) mittels der ersten Bilderverarbeitungsanweisungen (127) in der ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102) und des Auswertens der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) in der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104) mittels der zweiten Bildverarbeitungsanweisungen (128) auf Grundlage des gleichen Bildes ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des sukzessiven Zuführens eines Messobjektes (116, 116a, 116b) zu einem bildgebenden Sensor Teil eines Verfahrens zum Herstellen eines Gegenstandes ist, der das Messobjekt umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet durch folgenden Schritt: - Koppeln der ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102) mit der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104).
Computerprogrammprodukt, das, wenn es in einen Speicher eines Computers mit einem Prozessor geladen ist, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführt.
Bildverarbeitungsvorrichtung (100), aufweisend - einen bildgebenden Sensor (106) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) von Messobjekten (106, 106a, 106b); - eine erste Bildverarbeitungseinrichtung (102), die die Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) mittels erster Bildverarbeitungsanweisungen (127) auswertet und dazu ausgebildet ist, ein Ergebnis der erste Bildverarbeitungsanweisungen (127) an eine Manipulationseinrichtung (113) weiterzuleiten; - eine zweite Bildverarbeitungseinrichtung (102), die die Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) mittels zweiter Bildverarbeitungsanweisungen (127) auswertet und das Ergebnis der zweiten Bildverarbeitungsanweisungen (128) anzeigt, ohne die Auswertung der Mehrzahl von Bildern mittels erster Bilderverarbeitungsanweisungen (127) in einer ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102) zu unterbrechen; und - eine Kopiereinrichtung, die die zweiten Bildverarbeitungsanweisungen (128) in die erste Bildverarbeitungseinrichtung (102) als erste Bildverarbeitungsanweisungen (127) kopiert; dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet ist, zumindest eines der Mehrzahl von Bildern (120, 122, 124, 126) gleichzeitig zu der ersten Bildverarbeitungseinrichtung (102) und zu der zweiten Bildverarbeitungseinrichtung (104) zu übertragen.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopiervorrichtung Bedienungsmittel aufweist, wobei die Kopiervorrichtung dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf eine Betätigung der Bedienungsmittel die erste Bildverarbeitungseinrichtung in die zweite Bildverarbeitungseinrichtung und/oder die ersten Bildverarbeitungsanweisungen in die zweiten Bildverarbeitungsanweisungen zu kopieren.