DE102022107558A1

DE102022107558A1 - Objekterkennungsvorrichtung, Bearbeitungssystem und Verfahren zur Erkennung zumindest eines Objekts

Info

Publication number: DE102022107558A1
Application number: DE102022107558.3A
Authority: DE
Inventors: Tobias BERGMANN; Daniel Maier; Lukas Lipowsky; Tobias Fürst; David Bücheler
Original assignee: Schmidt und Heinzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Schmidt und Heinzmann GmbH and Co KG
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2023-10-05

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Objekterkennungsvorrichtung (10) zur Erkennung zumindest eines Objekts (12), welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist, mit zumindest einem optischen Sensor (14) zur Erfassung von dem Objekt (12) reflektierten Lichts (16) und mit zumindest einer Ermittlungseinheit (18), welche dazu vorgesehen ist, eine Orientierung zumindest einer Faser (20) des Kohlenstofffaserwerkstoffs anhand des von dem Objekt (14) reflektierten Lichts (16) zu ermitteln.Es wird vorgeschlagen, dass die Ermittlungseinheit (18) dazu vorgesehen ist, eine Lage, insbesondere eine Position und/oder eine Orientierung, des gesamten Objekts (14) gegenüber einer Umgebung (22) anhand des reflektierten Lichts (16) zu ermitteln.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Objekterkennungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Bearbeitungssystem nach Anspruch 10 und ein Verfahren zur Erkennung zumindest eines Objekts nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) kommen im Leichtbau, beispielsweise für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrttechnik oder in der Automobilindustrie, vermehrt für die Herstellung verschiedenster Bauteile zum Einsatz, um eine Gewichtsreduktion bei gleichzeitig hoher mechanischer Festigkeit zu erreichen. Bauteile aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen bestehen dabei aus mehreren Lagen von Kohlenstofffasertextilien, sogenannten Plies, welche übereinandergeschichtet und mittels einer Matrix aus Kunststoff, beispielsweise aus Epoxid-, Polyester- oder Vinylesterharz, miteinander verbunden sind. Die mechanischen Eigenschaften des Kohlenstofffasertextils hängen dabei stark von der Orientierung der einzelnen Fasern ab, beispielsweise ist die mechanische Festigkeit und Steifigkeit in Faserrichtung wesentlich höher als quer zur Faserrichtung. Insbesondere bei der Herstellung von sicherheitskritischen Bauteilen aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen ist daher die Orientierung der einzelnen Fasern in den einzelnen Lagen des Kohlenstofffasertextils von entscheidender Bedeutung und muss genau ermittelt werden. Aus der DE 10 2012 220 923 B4 ist hierzu eine Methode bekannt, bei der die Orientierung der Fasern eines zu prüfenden Objekts anhand von Licht, welches von dem Objekt reflektiert wird, ermittelt wird. Hierbei wird sich die Eigenschaft von Kohlenstofffasern zu Nutze gemacht, auftreffendes unpolarisiertes Licht als linear polarisiertes Licht zu reflektieren, dessen Polarisationsrichtung der Faserrichtung entspricht.
Wie in vielen anderen Industriezweigen gibt es auch im Leichtbau das Bestreben hin zu einer stärkeren Automatisierung von Herstellungsprozessen. Um einen hohen Automatisierungsgrad zu erreichen, ist bei der Herstellung von Bauteilen aus Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen, neben einer genauen maschinellen Erfassung der Orientierung der einzelnen Fasern in den einzelnen Lagen des Kohlenstofffasertextils, auch die Erfassung einer genauen Position und/oder Orientierung der in den einzelnen Bearbeitungsschritten zu bearbeitenden Objekte insgesamt, beispielsweise einzelnen Lagen von Kohlenstofffasertextil oder textilen Faser-Matrix-Halbzeugen (sogenanntes Prepregs), Halbzeugen aus CFK oder fertigen Bauteilen aus CFK, gegenüber einer Umgebung von entscheidender Bedeutung. Bisher bekannte automatisierte Verfahren nutzen dabei Bilderkennungssoftware mit Filtern, die mit dem Kontrast arbeiten oder Algorithmen nutzen, die nach scharfen Kanten suchen. Da Kohlenstofffasern von einem Blickwinkel aus schwarz erscheinen und von einem anderen Blickwinkel glänzen, ist eine automatisierte Positionserfassung basierend auf dem Kontrast jedoch sehr ungenau und fehlerbehaftet. Auch die Suche nach scharfen Kanten gestaltet sich oftmals schwierig, da Kohlenstofffasermaterial inhomogen ist und im textilen Zustand oftmals unscharfe Ränder aufweist. Eine automatisierte Erkennung einer Lage von Objekten, welche zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet sind, zu einer automatisierten Bearbeitung ist daher mit bisher bekannten Methoden nicht mit hinreichender Genauigkeit möglich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Objekterkennungsvorrichtung mit einer verbesserten Genauigkeit bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Objekterkennungsvorrichtung zur Erkennung zumindest eines Objekts, welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist, mit zumindest einem optischen Sensor zur Erfassung von dem Objekt reflektierten Lichts und mit zumindest einer Ermittlungseinheit, welche dazu vorgesehen ist, eine Orientierung zumindest einer Faser des Kohlenstofffaserwerkstoffs anhand des von dem Objekt reflektierten Lichts zu ermitteln.
Es wird vorgeschlagen, dass die Ermittlungseinheit dazu vorgesehen ist, eine Lage, insbesondere eine Position und/oder eine Orientierung, des gesamten Objekts gegenüber einer Umgebung anhand des von dem Objekt reflektierten Lichts zu ermitteln.
Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Objekterkennungsvorrichtung mit verbesserter Genauigkeit bereitgestellt werden. Ferner kann vorteilhaft ein hoher Automatisierungsgrad bei der Erkennung von Objekten, welche zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet sind, erreicht werden.
Vorzugsweise ist die Objekterkennungsvorrichtung zu einem Einsatz bei der Herstellung und/oder Weiterverarbeitung von Halbzeugen und/oder Bauteilen aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen vorgesehen. Bei dem mittels der Objekterkennungsvorrichtung zu erkennenden Objekt, welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist, kann es sich, ohne darauf beschränkt zu sein, um eine einzelne Lage eines textilen Kohlenstofffasergewebes oder um einen Stack aus mehreren Lagen eines textilen Kohlenstofffasergewebes oder um ein textiles Faser-Matrix-Halbzeug, insbesondere ein Prepreg, oder um ein Halbzeug aus einem Kohlenstofffaserverbundwerkstoff oder um ein fertiges Bauteil aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoff handeln. Je nach Art des zu erkennenden Objekts kann dieses zumindest teilweise oder zu einem Großteil, insbesondere vollständig, aus einem Kohlenstofffaserwerkstoff oder aus einer Kombination von verschiedenen Kohlenstofffaserwerkstoffen ausgebildet sein. Das zu erkennende Objekt weist zumindest eine Oberfläche auf, welche zumindest eine Faser des Kohlenstofffaserwerkstoffs aufweist, sodass auf diese Oberfläche des Objekts auftretendes Licht an der zumindest einen Faser innerhalb der Oberfläche reflektiert werden kann.
Die Ermittlungseinheit ist als eine elektronische Einheit ausgebildet und umfasst vorzugsweise zumindest eine Recheneinheit, beispielsweise einen Microprozessor und/oder Computer und/oder dergleichen, und zumindest eine Speichereinheit mit zumindest einem darin gespeicherten Programm, beispielsweise einer Bilderkennungssoftware und/oder einer Bildbearbeitungssoftware, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden. Die Speichereinheit kann, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise zumindest ein digitales Speichermedium, beispielsweise eine CD und/oder DVD und/oder Blueraydisc und/oder ein ROM und/oder PROM und/oder EPROM und/oder EEPROM und/oder Flashspeicher und vorzugsweise zumindest eine Festplatte und/oder einen anderen magnetischen und/oder optischen Speicher, umfassen. Vorzugsweise ist in der Speichereinheit zumindest ein Algorithmus gespeichert, welcher in einem Betriebszustand der Objekterkennungsvorrichtung von der Recheneinheit ausgeführt wird und mittels dessen die Ermittlungseinheit die Orientierung der zumindest einen Faser des Kohlenstofffaserwerkstoffs sowie die Lage des gesamten Objekts, insbesondere unter Zuhilfenahme der Bilderkennungssoftware und/oder der Bildbearbeitungssoftware, ermittelt. Vorzugsweise umfasst die Ermittlungseinheit zumindest eine Eingabeeinheit, beispielsweise eine Tastatur und/oder ein Touchscreen oder dergleichen, zur Eingabe von Betriebsparametern der Objekterkennungsvorrichtung. Vorzugsweise umfasst die Ermittlungseinheit zumindest eine Ausgabeeinheit, beispielsweise einen Monitor, zur Ausgabe von Informationen, beispielsweise der Lage des Objekts, an einen Nutzer der Objekterkennungsvorrichtung.
Die Ermittlungseinheit ist dazu vorgesehen, die Orientierung zumindest einer Faser des Kohlenstofffaserwerkstoffs anhand des von dem Objekt reflektierten Lichts zu ermitteln, und zwar vorzugsweise anhand einer Polarisationsrichtung des von dem Objekt reflektierten Lichts, welche einer Faserrichtung der Faser entspricht. Bevorzugt ist die Ermittlungseinheit dazu vorgesehen, die Orientierung sämtlicher Fasern des Kohlenstofffaserwerkstoffs, welche in dem Betriebszustand der Objekterkennungsvorrichtung innerhalb einer dem optischen Sensor zugewandten Oberfläche angeordnet sind, anhand des von dieser Oberfläche des Objekts reflektierten Lichts zu ermitteln. Vorzugsweise ist die Ermittlungseinheit dazu vorgesehen, die Lage, insbesondere die Position und/oder Orientierung, des gesamten Objekts gegenüber der Umgebung anhand der Polarisationsrichtung des von dem Objekt reflektierten Lichts zu ermitteln.
Unter einem „Betriebszustand“ soll ein Zustand verstanden werden, in dem die Objekterkennungsvorrichtung und/oder ein die Objekterkennungsvorrichtung umfassendes Bearbeitungssystem betriebsbereit ist/sind und/oder sich in einem Erkennungs- und/oder Bearbeitungsbeatrieb befindet/befinden.
In dem vorliegenden Dokument dienen Zahlwörter, wie beispielsweise „erste/r/s“ und „zweite/r/s“, welche bestimmten Begriffen vorangestellt sind, lediglich zu einer Unterscheidung von Objekten und/oder einer Zuordnung zwischen Objekten untereinander und implizieren keine vorhandene Gesamtanzahl und/oder Rangfolge der Objekte. Insbesondere impliziert ein „zweites Objekt“ nicht zwangsläufig ein Vorhandensein eines „ersten Objekts“.
Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Dokument verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert weniger als 25%, vorzugsweise weniger als 10% und besonders bevorzugt weniger als 5% des vorgegebenen Werts abweicht.
Unter „vorgesehen“ soll speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Die Ermittlungseinheit könnte dazu vorgesehen sein, die Lage des gesamten Objekts gegenüber der Umgebung anhand der Orientierung der zumindest einen Faser des Kohlenstofffaserwerkstoffs, insbesondere anhand einer Orientierung sämtlicher Fasern des Kohlenstofffaserwerkstoffs, welche in dem Betriebszustand der Objekterkennungsvorrichtung innerhalb der dem optischen Sensor zugewandten Oberfläche angeordnet sind, zu ermitteln. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Ermittlungseinheit dazu vorgesehen ist, die Lage des gesamten Objekts gegenüber der Umgebung anhand zumindest eines Unterscheidungsmerkmals zwischen dem von dem Objekt reflektierten Licht und einem von der Umgebung reflektierten Licht zu ermitteln. Hierdurch kann vorteilhaft eine Genauigkeit bei der Erkennung der Lage des zumindest einen Objekts weiter verbessert werden. Ferner kann vorteilhaft die Lage des Objekts mit besonders einfachen technischen Mitteln ermittelt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Unterscheidungsmerkmal zwischen dem von dem Objekt reflektierten Licht und dem von der Umgebung reflektierten Licht um einen Polarisationsgrad des von dem Objekt reflektierten Lichts gegenüber einem Polarisationsgrad des von der Umgebung reflektierten Lichts. Das von dem Objekt reflektierte Licht weist einen hohen Polarisationsgrad auf und ist, insbesondere linear, polarisiert, wohingegen das von der Umgebung reflektierte Licht einen niedrigen Polarisationsgrad, insbesondere einen Polarisationsgrad von Null, aufweist und nur schwach polarisiert oder unpolarisiert ist. Alternativ oder zusätzlich könnte die Ermittlungseinheit weitere Unterscheidungsmerkmale zwischen dem von dem Objekt reflektierten Licht und dem von der Umgebung reflektierten Licht, beispielsweise eine unterschiedliche Lichtintensität, zur Ermittlung der Lage des gesamten Objekts heranziehen.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Objekterkennungsvorrichtung einen Polarisationsfilter aufweist, welcher vor dem optischen Sensor angeordnet ist, um eine Polarisationsrichtung des reflektierten Lichts zu erfassen. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Genauigkeit bei der Objekterkennung weiter verbessert werden. Mittels des vor dem optischen Sensor angeordneten Polarisationsfilters kann vorteilhaft die Polarisationsrichtung des von dem Objekt reflektierten Lichts mit einfachen technischen Mitteln über den optischen Sensor ermittelt werden. In dem Betriebszustand der Objekterkennungsvorrichtung ist eine Haupterstreckungsebene des Polarisationsfilters vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Bildebene des optischen Sensors ausgerichtet. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit soll eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Polarisationsfilter bezüglich des optischen Sensors drehbar gelagert ist. Durch eine derartige Ausgestaltung können vorteilhaft verschiedene Polarisationsrichtungen des reflektierten Lichts mit einem einzigen Polarisationsfilter und daher besonders einfach und kosteneffizient erfasst werden. Der Polarisationsfilter könnte unmittelbar an dem optischen Sensor drehbar gelagert sein. Denkbar ist auch, dass der Polarisationsfilter zu dem optischen Sensor beabstandet angeordnet und über zumindest ein separates Lagerelement drehbar gelagert ist. Der Polarisationsfilter ist in zumindest zwei, vorzugsweise in zumindest drei, bevorzugt in zumindest vier und besonders bevorzugt in mehr als vier, verschiedenen Drehpositionen bezüglich des optischen Sensors feststellbar, beispielsweise mittels eines Rastmechanismus. Der bezüglich des optischen Sensors drehbar gelagerte Polarisationsfilter kann händisch drehbar sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Objekterkennungsvorrichtung eine Einstelleinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, den Polarisationsfilter zu drehen und nacheinander in zumindest zwei verschiedenen Drehpositionen gegenüber dem optischen Sensor zur Aufnahme zumindest zweier Bilder des Objekts auszurichten. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Automatisierungsgrad bei der Objekterkennung erhöht werden. Ferner kann vorteilhaft eine besonders positionsgenaue Ausrichtung des Polarisationsfilters gegenüber dem optischen Sensor ermöglicht werden. Somit kann vorteilhaft eine gute Reproduzierbarkeit ermöglicht werden. Die Einstelleinheit weist zu der Drehung des Polarisationsfilters ein entsprechendes Antriebselement, beispielsweise einen Elektromotor oder dergleichen, auf. Vorzugsweise ist das Antriebselement der Einstelleinheit mit der Ermittlungseinheit verbunden. Vorzugsweise sind Parameter einer durch das Antriebselement erzeugten Drehbewegung des Polarisationsfilters, beispielsweise ein Zeitpunkt und/oder eine Drehgeschwindigkeit, durch die Ermittlungseinheit steuerbar. Vorzugsweise ist die Einstelleinheit dazu vorgesehen, den Polarisationsfilter zu drehen und nacheinander in zumindest drei, bevorzugt in zumindest vier, verschiedenen Drehpositionen gegenüber dem optischen Sensor zur Aufnahme von zumindest drei, bevorzugt zumindest vier, Bildern des Objekts auszurichten. Beispielsweise könnte die Einstelleinheit den Polarisationsfilter nacheinander so ausrichten, dass eine Durchlassrichtung des Polarisationsfilters und eine Haupterstreckungsebene des optischen Sensors in einer ersten Drehposition einen Winkel von 0°, in einer zweiten Drehposition einen Winkel von 45°, in einer dritten Drehposition einen Winkel von 90° und in einer vierten Position einen Winkel von 135° einschließen. Selbstverständlich sind auch andere Drehpositionen in anderen Winkeln zwischen der Durchlassrichtung des Polarisationsfilters und der Haupterstreckungsebene des optischen Sensors denkbar. Vorzugsweise ist der optische Sensor dazu vorgesehen, in jeder Drehposition des Polarisationsfilters zumindest ein Bild des Objekts aufzunehmen und/oder Daten des von dem Objekt reflektierten Lichts zu erfassen und zur Erstellung eines Bilds an die Ermittlungseinheit weiterzuleiten. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Objekterkennungsvorrichtung mehrere Polarisationsfilter aufweist, welche jeweils vor dem optischen Sensor anordenbar sind. Im Falle einer Objekterkennungsvorrichtung mit mehreren Polarisationsfiltern ist vorzugsweise jeder Polarisationsfilter einen andere Durchlassrichtung in Bezug auf den optischen Sensor auf. Beispielsweise könnte ein erster Polarisationsfilter so angeordnet sein, dass seine Durchlassrichtung mit der Haupterstreckungsebene des optischen Sensors einen Winkel von 0°einschließt. Ein zweiter Polarisationsfilter könnte so angeordnet sein, dass seine Durchlassrichtung mit der Haupterstreckungsebene des optischen Sensors einen Winkel von 45°einschließt. Ein dritter Polarisationsfilter könnte so angeordnet sein, dass seine Durchlassrichtung mit der Haupterstreckungsebene des optischen Sensors einen Winkel von 90°einschließt. Ein vierter Polarisationsfilter könnte so angeordnet sein, dass seine Durchlassrichtung mit der Haupterstreckungsebene des optischen Sensors einen Winkel von 135°einschließt. Die Polarisationsfilter könnten jeweils beweglich bezüglich des optischen Sensors gelagert sein, sodass in dem Betriebszustand der Objekterkennungsvorrichtung abwechselnd jeweils einer der Polarisationsfilter vor dem vor dem optischen Sensor anordenbar ist. Beispielsweise könnten die Polarisationsfilter durch eine lineare Bewegung oder durch eine Rotationsbewegung jeweils abwechselnd vor dem optischen Sensor anordenbar sein.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ermittlungseinheit dazu vorgesehen ist, basierend auf Daten des optischen Sensors zumindest ein nachbearbeitetes Bild des Objekts und der Umgebung zu erstellen. Hierdurch kann vorteilhaft eine Genauigkeit der Objekterkennung weiter verbessert werden. Es kann insbesondere eine verbesserte Unterscheidung zwischen dem Objekt und der Umgebung ermöglicht werden. Die Ermittlungseinheit kann dazu vorgesehen sein, basierend auf den Daten des optischen Sensors zumindest ein Bild des Objekts und der Umgebung zu erstellen und dieses nachzubearbeiten. Vorzugsweise beinhalten die Daten des optischen Sensors bereits zumindest ein Bild des Objekts und der Umgebung und die Ermittlungseinheit ist dazu vorgesehen, basierend auf diesem Bild das nachbearbeitete Bild des Objekts und der Umgebung zu erstellen. Die Nachbearbeitung des Bilds durch die Ermittlungseinheit kann, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise eine Veränderung eines Kontrasts, insbesondere eine Erhöhung des Kontrasts, beinhalten. Zudem wird vorgeschlagen, dass die Ermittlungseinheit dazu vorgesehen ist, einen Umriss des gesamten Objekts aus dem nachbearbeiteten Bild zu ermitteln. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine genaue Erkennung des Objekts noch weiter verbessert werden. Es kann insbesondere eine genaue Form des Objekts ermittelt werden, wenn die Ermittlungseinheit dazu vorgesehen ist, einen Umriss des gesamten Objekts aus dem nachbearbeiteten Bild zu ermitteln. Vorzugsweise ist die Ermittlungseinheit dazu vorgesehen, basierend auf dem ermittelten Umriss des gesamten Objekts die Umgebung außerhalb des Umrisses aus dem nachbearbeiteten Bild zu entfernen. Vorzugsweise ist die Ermittlungseinheit dazu vorgesehen, nach einem Entfernen der Umgebung aus dem nachbearbeiteten Bild einen Schwerpunkt und/oder Bildmomente zu berechnen und daraus die Lage des Objekts zu ermitteln. Vorzugsweise ist die Ermittlungseinheit dazu vorgesehen, aus dem nachbearbeiteten Bild eine Form und/oder Größe und/oder eine Fläche des Objekts zu ermitteln.
Der optische Sensor könnte als ein lichtempfindlicher Sensor, beispielsweise als ein CCD-Sensor oder als ein CMOS-Sensor oder dergleichen, ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass der optische Sensor als eine Kamera ausgebildet ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Genauigkeit bei der Objekterkennung weiter verbessert werden. Bei der Kamera könnte es sich um eine spezielle Kamera, beispielsweise um eine polarisationssensitive Kamera, insbesondere mit einem Pixel-Array, welches mehrere Pixel aufweist, die für unterschiedliche Polarisationsrichtungen sensitiv sind, handeln, sodass auf die Verwendung eines vor dem als Kamera ausgebildeten optischen Sensors angeordneten Polarisationsfilters verzichtet werden könnte. Vorzugsweise handelt es sich bei der Kamera jedoch um eine herkömmliche Kamera ohne polarisationssensitive Eigenschaften. Hierdurch kann vorteilhaft eine Objekterkennungsvorrichtung mit einfachen technischen Mitteln und besonders kostengünstig bereitgestellt werden. Die Kamera könnte dazu vorgesehen sein, Farbbilder des Objekts und der Umgebung aufzunehmen. Vorzugsweise ist die Kamera dazu vorgesehen, monochrome Bilder des Objekts und der Umgebung aufzunehmen. Hierdurch können vorteilhaft die Anforderungen an die technischen Eigenschaften der Kamera und damit die Kosten reduziert werden. Ferner kann vorteilhaft eine Nachbearbeitung der Bilder durch die Ermittlungseinheit erleichtert und ein Rechenaufwand reduziert werden.
Das zu erkennende Objekt könnte in dem Betriebszustand der Objekterkennungseinheit durch ein Umgebungslicht, beispielsweise Sonnenlicht und/oder eine Raumbeleuchtung, beleuchtet sein und dieses Umgebungslicht reflektieren. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Objekterkennungsvorrichtung eine Beleuchtungseinheit mit zumindest einer Lichtquelle zur Beleuchtung des Objekts aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Genauigkeit bei der Objekterfassung weiter erhöht werden. Es können insbesondere gleichbleibende Lichtverhältnisse mit bekannten Eigenschaften sichergestellt werden, wenn die Objekterkennungsvorrichtung eine Beleuchtungseinheit mit zumindest einer Lichtquelle zur Beleuchtung des Objekts aufweist. Die Beleuchtungseinheit könnte mehrere Lichtquellen aufweisen, welche an verschiedenen Stellen positioniert und dazu vorgesehen sein können, das Objekt aus unterschiedlichen Richtungen zu beleuchten, um eine gleichmäßige Ausleuchtung zu erreichen. Denkbar ist auch, dass die Beleuchtungseinheit ein oder mehrere Lichtführungselemente aufweist, um das von der zumindest einen Lichtquelle emittierte Licht umzulenken und/oder zu fokussieren. Das oder die Lichtführungselemente könnten beispielsweise als optische Linsen und/oder als Spiegel und/oder als Elemente mit einem hohen Reflexionsvermögen, beispielsweise aus gesintertem Polytetrafluorethylen oder dergleichen, ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die Beleuchtungseinheit jedoch eine Ringleuchte auf, welche ein Gehäuse in Form eines Torus und eine Lichtquelle umfasst, die sich entlang einer gesamten Umfangsrichtung des Gehäuses erstreckt. Das Gehäuse der Ringleuchte weist eine zentrale Öffnung auf. In dem Betriebszustand der Objekterkennungsvorrichtung ist der optische Sensor vorzugsweise vor der zentralen Öffnung angeordnet, sodass das von dem Objekt reflektierte Licht durch die zentrale Öffnung hindurch auf den optischen Sensor auftreffen kann. Die Lichtquelle der Beleuchtungseinheit kann, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise zumindest eine Halogenlampe und/oder zumindest eine Glühemissionslampe und/oder zumindest eine LED umfassen. Die Lichtquelle kann dazu vorgesehen sein, Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich, beispielsweise in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm bis 1000 nm, insbesondere zwischen 380 nm und 780 nm, zu emittieren. Denkbar ist auch, dass die Lichtquelle dazu vorgesehen ist, monochromatisches Licht zu emittieren.
Die Erfindung betrifft ferner ein Bearbeitungssystem zur Bearbeitung zumindest eines Objekts, welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist, mit zumindest einer Objekterkennungsvorrichtung nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen und mit zumindest einer Bearbeitungseinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Objekt basierend auf einer mittels der Ermittlungseinheit ermittelten Lage des Objekts zu bearbeiten. Mittels eines derartigen Bearbeitungssystems kann vorteilhaft eine Bearbeitung des Objekts mit einem hohen Automatisierungsgrad ermöglicht werden. Vorzugsweise ist die Bearbeitungseinheit dazu vorgesehen, das Objekt neben der ermittelten Lage des Objekts auch basierend auf der mittels der Ermittlungseinheit ermittelten Orientierung einer oder mehrerer Fasern des Kohlenstofffaserwerkstoffs zu bearbeiten. Die Bearbeitungseinheit könnte beispielsweise einen CNC-Schneidtisch und/oder zumindest eine CNC-Fräse umfassen, um ein Ausschneiden von Teilstücken basierend auf der mittels der Ermittlungseinheit ermittelten Lage des Objekts, sowie gegebenfalls basierend auf der mittels der Ermittlungseinheit ermittelten Orientierung einer oder mehrerer Fasern des Kohlenstofffaserwerkstoffs, auszuschneiden. Vorzugsweise ist jedem Pixel des als Kamera ausgebildeten optischen Sensors der Objekterkennungsvorrichtung eine Koordinate des CNC-Schneidtisches und/oder eines Arbeitsbereichs des CNC-Fräse zugeordnet, um eine einfache Bearbeitung des Objekts basierend auf dessen Lage zu ermöglichen. Die Bearbeitungseinheit könnte alternativ oder zusätzlich zumindest einen Manipulator, beispielsweise einen Greifarm oder dergleichen, aufweisen, welcher dazu vorgesehen ist, das Objekt und/oder das zuvor ausgeschnittene Teilstück basierend auf der mittels der Ermittlungseinheit ermittelten Lage und/oder Orientierung einer oder mehrerer Fasern des Kohlenstofffaserwerkstoffs, bezüglich eines weiteren Werkstoffs, beispielsweise eines weiteren Objekts, welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist, auszurichten und/oder zu platzieren, beispielsweise zur Herstellung eines Stacks aus mehreren Lagen aus Kohlefasergewebe.
Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zur Erkennung zumindest eines Objekts, welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist, insbesondere mittels einer Objekterkennungsvorrichtung nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen, mit zumindest einem optischen Sensor, zur Erfassung von Licht, welches von dem Objekt reflektiert wird, wobei eine Orientierung zumindest einer Faser des Kohlenstofffaserwerkstoffs anhand des von dem Objekt reflektierten Lichts ermittelt wird.
Es wird vorgeschlagen, dass eine Lage, insbesondere eine Position und/oder eine Orientierung, des gesamten Objekts gegenüber einer Umgebung anhand des von dem Objekt reflektierten Lichts ermittelt wird. Hierdurch kann vorteilhaft ein Verfahren bereitgestellt werden, welches eine besonders zuverlässige und genaue Erkennung der Lage des Objekts ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Objekterkennungsvorrichtung, das erfindungsgemäße Bearbeitungssystem und das erfindungsgemäße Verfahren soll hierbei nicht auf die oben beschriebenen Anwendungen und Ausführungsformen beschränkt sein. Insbesondere kann/können die erfindungsgemäße Objekterkennungsvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Bearbeitungssystem zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann eine von einer hierin genannten Anzahl abweichende Anzahl von Verfahrensschritten aufweisen.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 Eine Objekterkennungsvorrichtung zur Erkennung eines Objekts, mit einem optischen Sensor, einem drehbaren Polarisationsfilter, einer Einstelleinheit zum Drehen des Polarisationsfilters und einer Ermittlungseinheit zur Erfassung einer Lage des Objekts in einer schematischen Schnittdarstellung,
2 vier schematische Darstellungen des optischen Sensors mit dem Polarisationsfilter in vier verschiedenen Drehpositionen,
3 eine schematische Darstellung eines nachbearbeiteten Bilds des Objekts und einer Umgebung,
4 ein Bearbeitungssystem zur Bearbeitung des Objekts, mit der Objekterkennungsvorrichtung und mit einer Bearbeitungseinheit in einer schematisch perspektivischen Darstellung und
5 ein schematisches Verfahrensfließbild zur Darstellung eines Verfahrens zur Erkennung zumindest eines Objekts.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt eine Objekterkennungsvorrichtung 10 in einer stark vereinfachten schematischen Schnittdarstellung. Die Objekterkennungsvorrichtung 10 ist zur Erkennung zumindest eines Objekts 12, welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist, vorgesehen. Vorliegend handelt es sich bei dem Objekt 12 um ein Werkstück, umfassend zumindest eine Schicht aus einem Kohlenstofffasertextil, zu Herstellung eines Bauteils aus einem Kohlenstofffaserverbundwerkstoff.
Die Objekterkennungsvorrichtung 10 umfasst einen optischen Sensor 14 zur Erfassung von dem Objekt 12 reflektierten Lichts 16. Vorliegend ist der optische Sensor 14 als eine Kamera 32 ausgebildet. Grundsätzlich könnte der optische Sensor 14 jedoch alternativ auch als ein anderer lichtempfindlicher Sensor, beispielsweise als ein CCD-Sensor oder als ein CMOS-Sensor ausgebildet sein.
Die Objekterkennungsvorrichtung 10 weist eine Ermittlungseinheit 18 auf. Die Ermittlungseinheit 18 umfasst zumindest eine Recheneinheit (nicht dargestellt), beispielsweise einen Mikroprozessor, und zumindest eine Speichereinheit (nicht dargestellt), beispielsweise eine Festplatte oder dergleichen.
Die Ermittlungseinheit 18 ist dazu vorgesehen, eine Orientierung zumindest einer Faser 20 des Kohlenstofffaserwerkstoffs anhand des von dem Objekt 12 reflektierten Lichts 16 zu ermitteln. Eine Polarisationsrichtung des von dem Objekt 12 reflektierten Lichts 16 entspricht einer Faserrichtung der Faser 20. In einem Betriebszustand der Objekterkennungsvorrichtung 10 ermittelt die Ermittlungseinheit 18 die Orientierung der zumindest einen Faser 20 des Kohlenstofffaserwerkstoffs anhand des von dem Objekt 12 reflektierten Lichts 16 basierend auf durch den optischen Sensor 14 detektierten Daten des von dem Objekt reflektierten Lichts 16, beispielsweise Bildern des Objekts 12, anhand der Polarisationsrichtung des von dem Objekt 12 reflektierten Lichts 16.
Die Ermittlungseinheit 18 ist ferner dazu vorgesehen, eine Lage, insbesondere eine Position und/oder eine Orientierung, des gesamten Objekts 12 gegenüber einer Umgebung 22 anhand des reflektierten Lichts 16 zu ermitteln. In dem Betriebszustand der Objekterkennungsvorrichtung 10 ermittelt die Ermittlungseinheit 18 die Lage des gesamten Objekts 12 basierend auf durch den optischen Sensor 14 detektierten Daten des von dem Objekt reflektierten Lichts 16, wobei die Ermittlungseinheit zur Ermittlung der Lage des gesamten Objekts 12 neben der Polarisationsrichtung des reflektierten Lichts 16 auch weitere Daten, beispielsweise einen Kontrast zwischen dem Objekt 12 und der Umgebung 22 heranziehen kann.
Vorliegend ist die Ermittlungseinheit 18 dazu vorgesehen, die Lage des gesamten Objekts 14 gegenüber der Umgebung 22 anhand zumindest eines Unterscheidungsmerkmals zwischen dem von dem Objekt 12 reflektierten Licht und einem von der Umgebung 22 reflektierten Licht 72, welches in dem Betriebszustand ebenfalls von dem optischen Sensor 14 erfasst wird, zu ermitteln. Bei dem Unterscheidungsmerkmal zwischen dem von dem Objekt 12 reflektierten Licht 16 und dem von der Umgebung reflektierten Licht 72 handelt es sich vorliegend um einen Polarisationsgrad. Das von dem Objekt reflektierte Licht 16 ist linear polarisiert und weißt daher einen hohen Polarisationsgrad auf. Das von der Umgebung reflektierte Licht 72 ist im Wesentlichen unpolarisiert und weist daher einen niedrigen Polarisationsgrad, insbesondere einen Polarisationsgrad von Null, auf.
In der Speichereinheit der Ermittlungseinheit 18 ist zumindest eine Bilderkennungs- und Bildbearbeitungssoftware gespeichert, welche in dem Betriebszustand von der Recheneinheit ausgeführt wird. In der Speichereinheit der Ermittlungseinheit 18 ist außerdem zumindest ein Algorithmus gespeichert, welcher von der Recheneinheit in dem Betriebszustand ausgeführt wird und mittels dessen die Ermittlungseinheit die Orientierung der zumindest einen Faser 20 sowie die Lage des gesamten Objekts 12, insbesondere unter Zuhilfenahme der Bilderkennungs- und Bildbearbeitungssoftware, ermittelt.
Die Objekterkennungsvorrichtung 10 weist einen Polarisationsfilter 24 auf. Der Polarisationsfilter 24 ist vor dem optischen Sensor 14 angeordnet, um die Polarisationsrichtung des reflektierten Lichts 16 zu erfassen. In dem Betriebszustand der Objekterkennungsvorrichtung 10 bestimmt die Ermittlungseinheit 18 die Polarisationsrichtung des reflektierten Lichts 16 anhand der Daten des optischen Sensors 14 und ermittelt daraus die Orientierung der zumindest einen Faser 20. Ferner bestimmt die Ermittlungseinheit 18 den Polarisationsgrad des von dem Objekt reflektierten Lichts 16 und den Polarisationsgrad des von der Umgebung 22 reflektierten Lichts 72 und ermittelt daraus die Lage des Objekts 12.
Der Polarisationsfilter 24 ist bezüglich des optischen Sensors 14 drehbar gelagert. Die Objekterkennungsvorrichtung 10 weist eine Einstelleinheit 26 auf. Die Einstelleinheit 26 ist dazu vorgesehen, den Polarisationsfilter 24 zu drehen und nacheinander in zumindest zwei verschiedenen Drehpositionen 42, 44 (vgl. 2) gegenüber dem optischen Sensor 14 zur Aufnahme zumindest zweier Bilder des Objekts 12 auszurichten.
Die Objekterkennungsvorrichtung 10 weist eine Beleuchtungseinheit 34 auf. Die Beleuchtungseinheit 34 umfasst zumindest eine Lichtquelle 36 zur Beleuchtung des Objekts 12. Vorliegend umfasst die Beleuchtungseinheit 34 eine Ringleuchte 38 mit einem Gehäuse 54 in Form eines Torus. Die Lichtquelle 36 ist Teil der Ringleuchte 38 und erstreckt sich entlang eines gesamten Umfangs des Gehäuses 54, sodass das Objekt 12 in einem Betriebszustand der Beleuchtungseinheit 34 von allen Seiten gleichmäßig mit Licht 56 ausgeleuchtet wird. Das von der Lichtquelle 36 in dem Betriebszustand emittierte Licht 56 ist unpolarisiert. Das Gehäuse 54 weist eine zentrale Öffnung 58 auf, sodass das von dem Objekt 12 reflektierte Licht 16 durch die zentrale Öffnung 58 hindurch zu dem Polarisationsfilter 24 und in Abhängigkeit seiner Polarisationsrichtung durch den Polarisationsfilter 24 zu einem Objektiv 60 des als Kamera 32 ausgebildeten optischen Sensors 14 gelangen kann.
2 zeigt vier schematische Darstellungen des optischen Sensors 14 mit dem Polarisationsfilter 24 in vier verschiedenen Drehpositionen 42, 44, 46, 48. In einer ersten dargestellten Drehposition 42 ist eine Durchlassrichtung des Polarisationsfilters 24 parallel zu einer Haupterstreckungsebene 62 des optischen Sensors 14. In einer zweiten dargestellten Drehposition 44 schließt die Durchlassrichtung des Polarisationsfilters 24 einen Winkel von 45° mit der Haupterstreckungsebene 62 ein. In einer dritten dargestellten Drehposition 46 schließt die Durchlassrichtung des Polarisationsfilters 24 einen Winkel von 90° mit der Haupterstreckungsebene 62 ein. In einer vierten dargestellten Drehposition 48 schließt die Durchlassrichtung des Polarisationsfilters 24 einen Winkel von 135° mit der Haupterstreckungsebene 62 ein. Vorliegend nimmt der als Kamera 32 ausgebildete optische Sensor 14 in jeder der Drehpositionen 42, 44, 46, 48 zumindest ein Bild des Objekts 12 und der Umgebung 22 auf.
Die Ermittlungseinheit 18 ist dazu vorgesehen, basierend auf Daten des optischen Sensors 14 zumindest ein nachbearbeitetes Bild 28 des Objekts 12 und der Umgebung 22 zu erstellen. 3 zeigt eine schematische Darstellung des nachbearbeiteten Bilds 28 des Objekts 12 und der Umgebung 22. Die Ermittlungseinheit 18 ist dazu vorgesehen, einen Umriss 30 des gesamten Objekts 12 aus dem nachbearbeiteten Bild 28 zu ermitteln. Zur Ermittlung des Umriss 30 zieht die Ermittlungseinheit 18 den Polarisationsgrad des von dem Objekt 12 reflektierten Lichts 22 und den Polarisationsgrad des von der Umgebung reflektierten Lichts 72 heran. Die Ermittlungseinheit 18 kann außerdem dazu vorgesehen sein, einen Kontrast zwischen dem Objekt 12 und der Umgebung 22 zu erhöhen. Die Ermittlungseinheit 18 ist ferner dazu vorgesehen, nach einer Ermittlung des Umrisses 12 die Umgebung 22 aus dem nachbearbeiteten Bild 28 zu entfernen und eine Form und/oder Größe und/oder Fläche des Objekts 12 zu ermitteln.
4 zeigt eine stark vereinfachte schematische perspektivische Darstellung eines Bearbeitungssystems 40 zur Bearbeitung des zumindest einen Objekts 12, welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist. Das Bearbeitungssystem 40 umfasst die Objekterkennungsvorrichtung 10 und zumindest eine Bearbeitungseinheit 70. Die Bearbeitungseinheit 70 ist dazu vorgesehen, das Objekt 12 basierend auf einer mittels der Ermittlungseinheit 18 ermittelten Lage des Objekts 12 zu bearbeiten. Die Bearbeitungseinheit 70 weist zumindest ein Bearbeitungselement 64 zum Bearbeiten des Objekts 12 auf. Vorliegend ist die Bearbeitungseinheit 70 als ein CNC-Schneidtisch ausgebildet und das Bearbeitungselement 64 ist als ein Messer ausgebildet. Die Bearbeitungseinheit 70 weist ferner ein Transportband 66 zum Be- und Entladen auf. Das Bearbeitungselement 64 ist in Längs- und Querrichtung über den gesamten CNC-Schneidtisch verfahrbar und kann so alle Bereiche auf dem gesamten Transportband 66 zum Bearbeiten des Objekts 12 erreichen. Der optische Sensor 14 und der Polarisationsfilter 24 der Objekterkennungsvorrichtung 10 sind, insbesondere beweglich, oberhalb des Transportbands 66 angeordnet. Die Bearbeitungseinheit 70 umfasst eine Steuereinheit 68 zur Steuerung des Bearbeitungselements 64. Die Steuereinheit 68 ist mit der Ermittlungseinheit 18 der Objekterkennungsvorrichtung 10 verbunden. In einem Betriebszustand des Bearbeitungssystems 40 übermittelt die Ermittlungseinheit 18 die Orientierung der zumindest einen Faser 20 des Kohlenstofffaserwerkstoffs sowie die Lage des gesamten Objekts 12 gegenüber der Umgebung 22, vorliegend einer Oberfläche des Transportbands 66, an die Steuereinheit 68. Die Steuereinheit 68 steuert das Bearbeitungselement 64 basierend auf der mittels der Ermittlungseinheit 18 ermittelten Lage des Objekts 12 und/oder basierend auf der Orientierung der zumindest einen Faser 20 an, beispielsweise um ein Teilstück (nicht dargestellt) aus dem eine Schicht aus Kohlefaserstofftextil umfassenden und als Werkstück ausgebildeten Objekt 12 auszuschneiden, welches eine bestimmte Form und eine in Bezug auf diese bestimmte Form ausgerichtete Orientierung der Fasern 20 aufweist.
5 zeigt eine schematische Verfahrensfließbild zur Darstellung eines Verfahrens zur Erkennung des zumindest einen Objekts 12, welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist. Das Verfahren kann mittels der Objekterkennungsvorrichtung 10 durchgeführt werden und erfolgt mittels des zumindest einen optischen Sensors 14, zur Erfassung von Licht 16, welches von dem Objekt 12 reflektiert wird. Das Verfahren umfasst zumindest zwei Verfahrensschritte 50, 52. In einem ersten Verfahrensschritt 50 des Verfahrens wird eine Orientierung zumindest einer Faser 20 des Kohlenstofffaserwerkstoffs anhand des von dem Objekt 12 reflektierten Lichts 16 ermittelt. In einem zweiten Verfahrensschritt 52 wird eine Lage, insbesondere eine Position und/oder eine Orientierung, des gesamten Objekts 12 gegenüber der Umgebung 22 anhand des von dem Objekt 12 reflektierten Lichts 16 ermittelt.
Bezugszeichen

10: Objekterkennungsvorrichtung
12: Objekt
14: optischer Sensor
16: reflektiertes Licht
18: Ermittlungseinheit
20: Faser
22: Umgebung
24: Polarisationsfilter
26: Einstelleinheit
28: nachbearbeitetes Bild
30: Umriss
32: Kamera
34: Beleuchtungseinheit
36: Lichtquelle
38: Ringleuchte
40: Bearbeitungssystem
42: erste Drehposition
44: zweite Drehposition
46: dritte Drehposition
48: vierte Drehposition
50: erster Verfahrensschritt
52: zweiter Verfahrensschritt
54: Gehäuse
56: Licht
58: zentrale Öffnung
60: Objektiv
62: Haupterstreckungsebene
64: Bearbeitungselement
66: Transportband
68: Steuereinheit
70: Bearbeitungseinheit
72: reflektiertes Licht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012220923 B4 [0002]

Claims

Objekterkennungsvorrichtung (10) zur Erkennung zumindest eines Objekts (12), welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist, mit zumindest einem optischen Sensor (14) zur Erfassung eines von dem Objekt (12) reflektierten Lichts (16) und mit zumindest einer Ermittlungseinheit (18), welche dazu vorgesehen ist, eine Orientierung zumindest einer Faser (20) des Kohlenstofffaserwerkstoffs anhand des von dem Objekt (14) reflektierten Lichts (16) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit (18) dazu vorgesehen ist, eine Lage, insbesondere eine Position und/oder eine Orientierung, des gesamten Objekts (14) gegenüber einer Umgebung (22) anhand des von dem Objekt (12) reflektierten Lichts (16) zu ermitteln.
Objekterkennungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit (18) dazu vorgesehen ist, die Lage des gesamten Objekts (14) gegenüber der Umgebung (22) anhand eines Unterscheidungsmerkmals zwischen dem von dem Objekt reflektierten Licht (16) und einem von der Umgebung (22) reflektierten Licht (72) zu ermitteln.
Objekterkennungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Polarisationsfilter (24), welcher vor dem optischen Sensor (14) angeordnet ist, um eine Polarisationsrichtung des reflektierten Lichts (16) zu erfassen.
Objekterkennungsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisationsfilter (24) bezüglich des optischen Sensors (14) drehbar gelagert ist.
Objekterkennungsvorrichtung (10) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einstelleinheit (26), welche dazu vorgesehen ist, den Polarisationsfilter (24) zu drehen und nacheinander in zumindest zwei verschiedenen Drehpositionen (42, 44, 46, 48) gegenüber dem optischen Sensor (14) zur Aufnahme zumindest zweier Bilder des Objekts (12) auszurichten.
Objekterkennungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit (18) dazu vorgesehen ist, basierend auf Daten des optischen Sensors (14) zumindest ein nachbearbeitetes Bild (28) des Objekts (12) und der Umgebung (22) zu erstellen.
Objekterkennungsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit (18) dazu vorgesehen ist, einen Umriss (30) des gesamten Objekts (12) aus dem nachbearbeiteten Bild (28) zu ermitteln.
Objekterkennungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (14) als eine Kamera (32) ausgebildet ist.
Objekterkennungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinheit (34) mit zumindest einer Lichtquelle (36) zur Beleuchtung des Objekts (12).
Bearbeitungssystem (40) zur Bearbeitung zumindest eines Objekts (12), welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist, mit zumindest einer Objekterkennungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit zumindest einer Bearbeitungseinheit (70), welche dazu vorgesehen ist, das Objekt (12) basierend auf einer mittels der Ermittlungseinheit (18) ermittelten Lage des Objekts (12) zu bearbeiten.
Verfahren zur Erkennung zumindest eines Objekts (12), welches zumindest teilweise aus zumindest einem Kohlenstofffaserwerkstoff ausgebildet ist, insbesondere mittels einer Objekterkennungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mittels zumindest einem optischen Sensor (14), zur Erfassung von Licht (16), welches von dem Objekt (12) reflektiert wird, wobei eine Orientierung zumindest einer Faser (20) des Kohlenstofffaserwerkstoffs anhand des von dem Objekt (12) reflektierten Lichts (16) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lage, insbesondere eine Position und/oder eine Orientierung, des gesamten Objekts (12) gegenüber einer Umgebung (22) anhand des von dem Objekt (12) reflektierten Lichts (16) ermittelt wird.