DE20315118U1 - Erfassungssystem und Erfassungsvorrichtung - Google Patents

Erfassungssystem und Erfassungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Erfassungsvorrichtung mit
– eine Zeilenkamera (16) zur Aufnahme zeilenförmiger Bilder mindestens eines Objekts (14), das sich relativ zur Zeilenkamera (16) bewegt, wobei die Zeilenkamera (16) ein Bildsignal (S) mit einer Anzahl von Bildpunkten in zeilenweise aufeinanderfolgender Anordnung liefert,
– einer ersten Verarbeitungseinheit (36) zur Verarbeitung des Bildsignals (S), wobei aus dem Bildsignal (S) Merkmale (32, 34) extrahiert werden,
– und einer zweiten Verarbeitungseinheit (38) zur gleichzeitigen Verarbeitung des Bildsignals (S), wobei von dem Bildsignal (S) nur ein oder mehrere Teilbilder (28a, 28b, 42) verarbeitet, angezeigt und/oder gespeichert werden,
– wobei ein Teilbild (28a, 28b, 42) einen zusammenhängenden flächigen Bereich von Zeilen (Z0, Z1, Z2) und Bildpunkten innerhalb dieser Zeilen (Z0, Z1, Z2) umfaßt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Erfassungssystem und eine Erfassungsvorrichtung.
  • Es ist bspw. in der Automobilindustrie bekannt, Werlstücke durch optische Abtastung mit Kameras zu beobachten. Hierbei werden bspw. flächige Werkstücke wie PKW-Seitenteile, die auf einem Förderband bewegt werden, beobachtet und durch Bildverarbeitungsmethoden (Merkmalsextraktion) Objekte der Werkstücke – bspw. Löcher und Kanten – erkannt und vermessen. So ist eine genaue Kontrolle des Werkstücks möglich.
  • Es existieren für Zwecke der Bildverarbeitung eine breite Palette an Kamerasystemen. Man unterscheidet grundsätzlich Flächenkameras und Zeilenkameras. Beide Systeme haben Vor- und Nachteile für verschiedene Einsatzzwecke. Während Flächenkameras über einen flächigen Sensor verfügen, umfassen Zeilenkameras einen zeilenförmigen Sensor aus lichtempfindlichen Elementen. Hochgeschwindigkeits-Zeilenkameras liefern die Helligkeitswerte der Zeile mit hohem Pixeltakt von bspw. 50 MHz. Zeilenkameras bieten eine sehr hohe Auflösung und Geschwindigkeit, und sie bieten darüber hinaus die Möglichkeit, theoretisch "unendlich" lange Werkstücke zu erfassen.
  • Flächenkameras bieten ein dem Sehen vertrautes Aufnahmebild und damit verbunden eine für den Benutzer verständlichere Anzeige und Auswertung.
  • Die von einer Kamera, speziell von einer Hochgeschwindigkeits-Kamera gelieferten Datenmengen sind sehr hoch. Die Speicherung des anfallenden Datenstroms hat sich als aufwendig und teuer erwiesen. Zudem stellen die bei der Merkmalsextraktion notwendigen umfangreichen Berechnungen hohe Anforderungen an die Verarbeitungseinheit.
  • Es existieren bereits Verfahren, um mit dem stetigen Datenstrom einer Zeilenkamera eine Auswertung in Echtzeit durchzuführen, so dass die immensen Datenmengen nicht gespeichert werden müssen, sondern nur die gefundenen Auswerteergebnisse.
  • Bei der Beobachtung der Werkstücke kommt es vor, daß bestimmte Bereiche des Werkstücks von besonderem Interesse sind. Sollen auf grossen Werkstücken einzelne Gebiete herausgehoben, d.h. besonders betrachtet werden, so kann dies durch die Montage mehrerer einzelner Flächenkameras erfolgen, die auf verschiedene Gebiete desselben Werkstückes gerichtet sind. Deren Einzeldaten müssen dann aber wieder mit zum Teil hohem logistischen Aufwand geeignet zusammengeführt werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Erfassungssystem und eine Erfassungsvorrichtung anzugeben, mit denen Bereiche des Werkstücks besonders gut beobachtet werden können.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein System nach Anspruch 8. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Zeilenkamera als Bilderfassungselement zu benutzen und das gelieferte Bildsignal einerseits vollständig in der von der Kamera gelieferten Form einer Merkmalsextraktion zuzuführen und andererseits aus dem Gesamtbild einzelne, flächige Teilgebiete herauszugreifen und separat zu verarbeiten oder zu speichern. Die Erfindung kombiniert die Vorteile von Zeilenkameras mit den Vorteilen der flächenbezogenen Auswertung.
  • Erfindungsgemäß weist die Erfassungsvorrichtung eine erste und eine zweite Verarbeitungseinheit auf. Es sei darauf hingewiesen, daß es sich bei diesen Begriffen um rein funktionale Bezeichnungen handelt. Es ist zwar bevorzugt, die Einheiten als separate Baugruppen der Erfassungsvorrichtung vorzusehen, dies ist aber nicht notwendig. Die erste und zweite Verarbeitungseinheit können auch z. T. oder sogar vollständig dieselben Bauteile der Erfassungsvorrichtung umfassen. Insbesondere ist es möglich, daß die in beiden Verarbeitungseinheiten geleistete Verarbeitungsfunktion teilweise oder vollständig in Software realisiert ist, wobei die Anweisungen für beide Verarbeitungsfunktionen auch auf derselben Zentraleinheit ausgeführt werden können.
  • Die erste Verarbeitungseinheit verarbeitet das gelieferte Bildsignal der Zeilenkamera vollständig und extrahiert darin enthaltene Merkmale. Diese Merkmale können bspw. linien- oder punktförmige Strukturen sein. So kann bspw. die Kontur eines von der Zeilenkamera aufgenommenen Objekts als linienförmiges Merkmal extrahiert werden. Ein solches Merkmal kann bspw. vektoriell beschrieben werden (z. B. eine Strecke durch Anfangs- und Endpunkt, eine Kreislinie durch Mittelpunkt und Radius, oder eine Kurvenlinie durch Koordinaten von Stützstellen, etc.). Derartige merkmalsbeschreibende Daten sind von weitaus geringerem Umfang als das rohe Bildsignal und können daher mit deutlich weniger Aufwand gespeichert oder unter Echtzeitbedingungen weiterverarbeitet werden.
  • Die zweite Verarbeitungseinheit verarbeitet nicht das gesamte Bildsignal. Statt dessen wird von dem Bildsignal nur mindestens ein Teilbild verarbeitet oder gespeichert. Bei dem Teilbild handelt es sich um einen zusammenhängenden, flächigen Bereich, der sich über eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeilen und innerhalb dieser Zeilen über eine Anzahl von zusammenhängenden Bildpunkten erstreckt. Der Bereich ist bevorzugt bezüglich des Zeilen/Punkte-Musters rechteckig, dies ist aber nicht zwingend.
  • Das Teilbild umfaßt eine deutlich geringere Anzahl von Bildpunkten als das gesamte von der Zeilenkamera gelieferte Bildsignal. So kann aus einer Bildzeile bspw. nur die Hälfte, ein Viertel oder sogar noch weniger der gesamten gelieferten Bildpunkte herausgegriffen werden. Durch diese Reduktion der Datenmenge ist es möglich, im Rahmen der Echtzeitverarbeitung des Bildsignals in der zweiten Verarbeitungseinheit komplexere Bildverarbeitungen durchzuführen, als in der ersten Verarbeitungseinheit. Während bspw. zur Merkmalsextraktion unter Echtzeitbedingungen bevorzugt wenig rechenaufwendige Algorithmen verwendet werden, die bspw. Differenzwerte der Helligkeitswerte zwischen benachbarten Bildpunkten bilden um Kontraste zu erkennen, so können bezüglich der reduzierten Datenmenge des Teilbildes auch unter Echtzeitbedingungen erheblich komplexere Algorithmen wie bspw. die Bildung von Durchschnittswerten über einen Bereich mehrere Bildpunkte, oder sogar eine Betrachtung mittels einer FFT durchgeführt werden. Als Maß für die Komplexität eines Algorithmus kann die Anzahl der hierfür notwendigen Elementar-Rechenoperationen (Grundrechenarten) je Bildpunkt angesehen werden. Alternativ oder ergänzend hierzu ist es auch möglich, daß von den als binäre Werte gelieferten Bildpunkten bei der Verarbeitung in der ersten Verar beitungseinheit nur eine reduzierte Bitzahl verwendet wird (höchstwertige Bits), während die Verarbeitung in er zweiten Verarbeitungseinheit eine höhere Bitzahl oder sogar die gesamte Auflösung berücksichtigt.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Verarbeitung in der ersten und zweiten Verarbeitungseinheit gleichzeitig, bevorzugt unter Echtzeitbedingungen, d. h., daß die gelieferten Daten – ggf. unter Zwischenschaltung eines Puffers – mit derselben Rate gelieferte wie verarbeitet werden.
  • Die Erfindung kombiniert die Vorteile heute verfügbarer, hochauflösender Zeilenkameras mit der Möglichkeit einer (für das Teilbild) komplexen Bildverarbeitung unter Echtzeitbedingungen. Zeilenkameras bieten gegenüber Flächenkameras eine unerreicht hohe Auflösung und werden deshalb in der Meßtechnik bevorzugt eingesetzt. Für das Aufnehmen besonders großer oder langer Werkstücke, oder für eine Folge von Werkstükken, die auf einer Transportvorrichtung, bspw. einem Transportband, an der Zeilenkamera vorbei transportiert werden, ist die Aufnahme eines "unendlichen" Bildes möglich.
  • Das Teilbild umfaßt einen flächigen Bereich und kann daher wie von Flächenkameras aufgenommen als flächiges Bild bearbeitet, dargestellt oder gespeichert werden. Das Teilbild kann bspw. verwendet werden, um auf großen betrachteten Objekten einzelne Gebiete zur besonderen Betrachtung herauszuheben.
  • Werden in der zweiten Verarbeitungseinheit mehrere Teilbilder verarbeitet, so ist eine Kombination der Bilddaten erheblich leichter, als bei der separaten Aufnahme durch mehrere Flächenkameras. Aufgrund der Aufnahme als einheitlicher Datenstrom und der klaren Adressierung über Zeilen/Bildpunkte liegt die relative Lage mehrere Teilbilder zueinander fest.
  • Die Festlegung, welcher Teil des Bildsignals als Teilbild verarbeitet werden soll, kann fest sein, bspw. durch feste Zeilen/Bildpunkt-Koordinaten, die den Bereich begrenzen. Gemäß einer wesentlichen Weiterbildung der Erfindung ist hingegen vorgesehen, daß die Lage des Teilbildes relativ zu einem von der ersten Verarbeitungseinheit erkannten Startmerkmal festgelegt wird. Von den Merkmalen, die von dem dargestellten Objekt bspw. seine Kontur, Oberflächenstruktur oder interessante Bereiche wie Löcher oder Ausschnitte beschreiben, und die aus dem Bildsignal extrahiert werden, kann eines oder mehrere als Startmerkmale definiert werden. Wird bei der Verarbeitung ein Startmerkmal erkannt, so wird ausgehend von der Lage dieses Startmerkmals dann die Lage des Teilbildes festgelegt. Dies ist besonders für die Erfassung zur Prüfung von Werkstücken vorteilhaft. Als Startmerkmal kann bspw. die jeweilige Vorderkante von an der Zeilenkamera vorbei bewegten Werkstücken definiert werden. Es kann dann bspw. festgelegt sein, daß als zu verarbeitendes Teilbild ein Bereich in der Mitte des Werkstücks, in einem festgelegten Abstand (Anzahl Zeilen) von der Vorderkante herausgegriffen wird.
  • Besonders vorteilhaft ist diese relative, dynamische Festlegung des Teilbildes für die genauere Beobachtung der Bildstrukturen, die den erkannten Merkmalen entsprechen. Wird als Startmerkmal bspw. eine Bohrung des Werkstücks festgelegt, so kann das entsprechende Teilbild so gewählt werden, daß es den Ort des Startmerkmals, hier die interessierende Bohrung, mit umfaßt. Um auch den Bereich "vor" dem erkannten Merkmal mit im Teilbild aufzunehmen, kann die Zwischenspeicherung einer Anzahl Zeilen des Bildsignals in einem Pufferspeicher, bevorzugt einem FIFO-Puffer, vorgesehen sein.
  • Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Erfassungsvorrichtung;
  • 2 eine symbolische Darstellung eines von einer Zeilenkamera aufgenommenen Werkstücks;
  • 3 eine symbolische Darstellung der Signalverarbeitung in einem Erfassungssystem;
  • 3a eine flächige Anordnung von Bildzeilen aus 3;
  • 4 eine schematische Darstellung von Elementen des Erfassungssystems.
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Erfassungssystem 10. Auf einem Förderband 12 werden Werkstücke 14 in Pfeilrichtung (X) transportiert. Über dem Förderband 12 ist eine Zeilenkamera 16 angebracht, die den Bereich des Förderbandes 12 und das durchlaufende Werkstück 14 zeilenweise aufnimmt. Das Bild der Zeilenkamera 16 wird pixelweise zu einer Auswerteeinheit 18 übertragen und dort verarbeitet.
  • Im dargestellten Beispiel liefert die Zeilenkamera 16 4.000 Bildpunkte pro Zeile, die mit einem Pixeltakt von 50 MHz sequentiell zeilenweise ausgelesen und durch einen A/D-Wandler in einen 8-Bit-Digitalwert überführt werden. Die Erfassungsvorrichtung 10 wird in dem Beispiel verwendet, um PKW-Seitenteile, die mit einem Takt von 3 Sekunden auf dem Band 12 angeliefert werden, zu erfassen und die Bilddaten in Echtzeit auszuwerten. Hierbei werden die Konturen der Werkstücke sowie einige Bohrungen jeweils als Merkmale erkannt.
  • Die von der Zeilenkamera 16 aufgenommenen Bilder des Werkstücks 14 sind in 2 noch einmal dargestellt. Es werden jeweils Zeilen 20 aufgenommen, die in der Bewegungsrichtung X nebeneinander angeordnet sind. Insgesamt geben die Zeilen 20 so ein Bild des Werkstücks 14 mit seiner Konturlinie 22 und den Bohrungen 24, 26 wieder.
  • Der Ablauf der Signalverarbeitung ist hierbei in 3 dargestellt. Das von der Zeilenkamera 16 gelieferte und in einem A/D-Wandler 30 digitalisierte Pixel-Signal enthält sukzessive die Bildpunkte aufeinanderfolgender Zeilen Z0, Z1, Z2.... In der Darstellung in 3 wird lediglich zwischen hellen Bildpunkten (leere Quadrate) und dunklen Bildpunkten (schraffierte Quadrate) unterschieden. Im dargestellten Beispiel wird das Bild einer Bohrung 32 und einer schräg zur Richtung X laufenden Linie 34 aufgenommen.
  • Das entsprechende Pixel-Bild ist in 3a dargestellt. Wie gezeigt enthalten die Pixelzeilen Z0, Z1, Z2 das Bild der Objekte 32, 34. Die gelieferten Pixeldaten stellen das zu verarbeitende Bildsignal S dar. Dieses Signal wird nun parallel einer ersten Verarbeitungseinheit 36 und über einen Pufferspeicher 40 auch einer zweiten Verarbeitungseinheit 38 zugeführt.
  • Die ersten Verarbeitungseinheit 36 verarbeitet das Bildsignal S zeilenweise. Hierbei werden mit einfachen Bildverarbeitungsalgorithmen Merkmale aus dem Bildsignal S extrahiert.
  • Die Merkmalsextraktion umfaßt eine Kontrasterkennung, bei der eine Differenz der Helligkeitswerte benachbarter Bildpunkte errechnet wird. Liegt die errechnete Differenz oberhalb einer festgelegten Schwelle, so wird davon ausgegangen, daß eine Kante eines Bildobjektes gefunden wurde. Durch breitere Verarbeitung der in derselben Zeile benachbarten Punkte sowie durch Verarbeitung auch der in X-Richtung benachbarten Punkte durch Verarbeitung der vorhergehenden und nachfolgenden Zeilen, wird die Art des erkannten Bildobjekts (bspw. linienförmig, flächig, punktförmig) sowie seine Größe und Lage ermittelt. Ein so erkanntes Bildobjekt kann dann durch geometrische Merkmale beschrieben werden. Diese Merkmale können bspw. den Objekttyp und mehrere Maßparameter umfassen, z. B. "Objekttyp: Linie, Startpunkt: (Zeile#Z1, Punkt#P1), Endpunkt: (Zeile#Z2, Punkt#P2 )". Oder für eine erkannte kreisförmige Bohrung "Objekttyp: Kreis, Mittelpunkt: (Zeile#Z3, Punkt#P3), Radius: 10 Pixel".
  • Die erste Verarbeitungseinheit 36 liefert eine Beschreibung der erkannten Merkmale als Merkmals-Datenstrom M. Im in 3 dargestellten Beispiel umfaßt der Datenstrom M die erkannten Objekte (Loch 32, Linie 34). Gegenüber dem verarbeiteten Datenstrom S aus "rohen" Bilddaten, umfaßt der Merkmals-Datenstrom M nur sehr wenige Daten. Im gezeigten Beispiel werden die Bilddaten mit 50 MB/s geliefert, während der Datenstrom M nur wenige kB/s umfaßt.
  • In der bevorzugte Ausführungsform ist die erste Verarbeitungseinheit 36 als separate elektronische Schaltung realisiert, die den Datenstrom S in Echtzeit verarbeitet.
  • Das Bildsignal S wird parallel auch in der zweiten Verarbeitungseinheit 38 verarbeitet. Die zweite Verarbeitungseinheit 38 verarbeitet das Bildsignal S ebenfalls in Echtzeit. Hierbei erhält sie das Bildsignal S gegenüber der ersten Verarbeitungseinheit 36 zeitverzögert, wobei mehrere Bildzeilen, im dargestellten Beispiel drei Bildzeilen, im Pufferspeicher 40 zwischengespeichert werden.
  • In der zweiten Verarbeitungseinheit 38 wird das Bildsignal S selektiv verarbeitet. Aus den gesamten gelieferten Bilddaten wird ein Teilbild 42 herausgegriffen. Die Größe und Lage des Teilbildes ist durch dessen Zeilen/Pixel-Koordinaten festgelegt.
  • In dem in 3 dargestellten vereinfachten Beispiel umfaßt das Teilbild 42 jeweils die Pixel 7, 8, 9 der Zeilen Z0, Z1, Z2 (siehe 3a). Das Teilbild 42 ist ein flächiges Bild, das Teile von mehreren der gelieferten Bildzeilen Z0, Z1, Z2 enthält.
  • Die zweite Verarbeitungseinheit 38 wählt aus dem Bilddatenstrom S das Teilbild 42 nach vorgegebenen X- und Y-Grenzwerten aus. Mit der X-Koordinate werden hierbei, übereinstimmend mit der Bewegungsrichtung X, die Zeilen gezählt. Mit der Y-Koordinate werden die Punkte innerhalb einer Zeile gezählt. Für die Auswahl des Teilbildes 42 werden feste Grenzen vorgegeben für Xmin, Xmax, Ymin, Ymax. Im vorliegenden Beispiel ist Xmin = 0, Xmax = 2, Ymin = 7 und Ymax = 9. Mit Hilfe zweier Komparatoren (für X und Y) wird während der Lieferung des Bilddatenstroms S überprüft, ob die Zählerstände X und Y der Bedingung genügen:
    Xmin ≤ Zählerstand X ≤ Xmax und
    Ymin ≤ Zählerstand Y ≤ Ymax.
  • Ist diese Bedingung erfüllt, werden die aufgenommenen Bildpunkte in einen separaten Speicher für das Teilbild 42 abgelegt.
  • Während es grundsätzlich möglich ist, die Grenzwerte Xmax, Ymax, Xmin, Ymin von extern vorzugeben, ist bei der gezeigten Ausführungsform vorgesehen, daß die Lage des Teilbildes 42 nach Erkennung eines Startmerkmals durch die ersten Verarbeitungseinheit 36 relativ zur Position des Startmerkmals festgelegt wird. Der entsprechende Ablauf der Verarbeitung ist in 4 wiedergegeben. Die von der Kamera gelieferten digitalen Daten werden einerseits in der Verarbeitungseinheit 36 einer Zeilendaten-Verarbeitung und Objekt-Extraktion (Merkmalserkennung) unterworfen. Während die erkannten Objektdaten einer separaten Objekt-Verarbeitung unterzogen werden können, wird für den Fall der Erkennung eines vordefinierten Startobjektes ein objektabhängiger Trigger ausgelöst, der für die zweite Verarbeitungseinheit 38 die X- und Y-Grenzwerte festlegt.
  • Im Beispiel von 3 ist als Startmerkmal das Loch 32 definiert. Sobald das entsprechende Objekt von der ersten Verarbeitungseinheit 36 erkannt wird, werden die X- und Y-Grenzwerte für die zweite Verarbeitungseinheit 38 festgelegt. Im vorliegenden Beispiel liegt der Mittelpunkt des Loches bei X = 1, Y = 8. Der Radius beträgt 1 Pixel. Daher wird der rechteckige Bereich Xmin = 0, Xmax = 2, Ymin = 7, Ymax = 9 als Teilbild ausgewählt, der das dem erkannten Merkmal (Loch 32) zugeordnete Bild enthält.
  • Allerdings ist die Erkennung des Merkmals 32 erst am Ende der Zeile Z2 möglich, da erst dann das vollständige Bild vorliegt. In einer tatsächlichen Anwendung wäre es voraussichtlich sogar vorgesehen, noch die nachfolgende Zeile zu betrachten, um sicherzustellen, daß das entsprechende Bild des Merkmals 32 tatsächlich abgeschlossen ist (helle Bildpunkte 7, 8, 9). Darüber hinaus ist auch für die schnelle Echtzeit-Merkmalserkennung in der ersten Verarbeitungseinheit (36) eine Verarbeitungszeit von bspw. 50 ns erforderlich. Entsprechend liegend die Initialisierungs-Werte (X/Y-Grenzwerte) für die zweite Verarbeitungseinheit 38 erst zu einem Zeitpunkt vor, zu dem der dem gesuchten Teilbild 42 entsprechende Bilddatenstrom S bereits verarbeitet ist. Aus diesem Grund ist der Pufferspeicher 40 vorgesehen, in dem die Pixeldaten mehrere Zeilen zwischengespeichert sind. Enthält der Pufferspeicher 40 im Beispiel von 3 mindestens drei Zeilen, so kann die zweite Verarbeitungseinheit 38 rechtzeitig initialisiert werden, um das Teilbild 42 aus dem Bilddatenstrom S zu extrahieren.
  • Im vorliegenden Beispiel wird das Teilbild 42 durch die zweite Verarbeitungseinheit 38 lediglich in einen zweiseitig schreib- und lesbaren Speicher (Dual Ported Memory) abgespeichert. Die Auswertung der Daten kann bei einem solchen Speicher zeitgleich zum Einlesen erfolgen. Die Verarbeitung kann bspw, umfassen, daß die Bilddaten des Bildes 42 auf einem Bildschirm angezeigt werden, damit ein menschlicher Benutzer das Bild überprüfen kann. So kann bspw. für die Bohrung 32 festgestellt werden, ob die Bohrungskanten sauber oder möglicherweise ausgefranst sind.
  • Alternativ kann das Teilbild 42 auch mit Bildverarbeitungsalgorithmen weiterverarbeitet werden. Aufgrund des erheblich reduzierten Datenstroms ist es auch unter Echtzeitbedingungen möglich, komplexe Algorithmen auf das Teilbild 42 anzuwenden und hierbei die von der Zeilenkamera gelieferten 8-Bit-Daten in voller Bit-Auflösung zu verarbeiten.
  • Zurück in 2 soll nun die Anwendung der Bildverarbeitung mit der der ersten und zweiten Verarbeitungseinheit 36, 38 auf die Werkstückkontrolle dargestellt werden. Das in 2 dargestellte Werkstück 14 wird zeilenweise aufgenommen. Während in der ersten Verarbeitungseinheit 36 seine Merkmale – Konturlinie 22 und Bohrungen 24, 26 – erkannt werden, wird durch die Erkennung des als Startmerkmal festgelegten Lochs 24 ein Teilbild 28a festgelegt. Das Teilbild 28a umfaßt ein Gebiet von 640 x 480 Bildpunkten (VGA-Standard), die aus den 4.000 Pixeln jeder Zeile ausgewählt werden. Als Startpunkt in X- und Y-Richtung wird das erkannte Merkmal 24 verwendet.
  • Zusätzlich sind feste Werte Xmin, Xmax, Ymin, Ymax angegeben, die ein zweites Teilbild 28b, in diesem Fall unabhängig von einem bestimmten Startmerkmal festlegen.

Claims (8)

  1. Erfassungsvorrichtung mit – eine Zeilenkamera (16) zur Aufnahme zeilenförmiger Bilder mindestens eines Objekts (14), das sich relativ zur Zeilenkamera (16) bewegt, wobei die Zeilenkamera (16) ein Bildsignal (S) mit einer Anzahl von Bildpunkten in zeilenweise aufeinanderfolgender Anordnung liefert, – einer ersten Verarbeitungseinheit (36) zur Verarbeitung des Bildsignals (S), wobei aus dem Bildsignal (S) Merkmale (32, 34) extrahiert werden, – und einer zweiten Verarbeitungseinheit (38) zur gleichzeitigen Verarbeitung des Bildsignals (S), wobei von dem Bildsignal (S) nur ein oder mehrere Teilbilder (28a, 28b, 42) verarbeitet, angezeigt und/oder gespeichert werden, – wobei ein Teilbild (28a, 28b, 42) einen zusammenhängenden flächigen Bereich von Zeilen (Z0, Z1, Z2) und Bildpunkten innerhalb dieser Zeilen (Z0, Z1, Z2) umfaßt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der – bei Erkennung eines Startmerkmals (32) in der ersten Verarbeitungseinheit (36) die Lage des Teilbildes (42) relativ zur Lage des Startmerkmals (32) festgelegt wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der – das Teilbild (42) die Bildpunkte einschließt, aus denen das Startmerkmal (32) erkannt wurde, – wobei ein Pufferspeicher (40) zur Zwischenspeicherung des Bildsignals (S) vor der Verarbeitung in der zweiten Verarbeitungseinheit (38) vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – die erste Verarbeitungseinheit (36) Mittel zum Vergleich von Bildpunkten umfaßt, – und die extrahierten Merkmale linien- oder punktförmige Strukturen des Ob jektes oder seiner Oberfläche umfassen, insbesondere Konturen, Kanten oder Löcher.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – die Bildpunkte als binäre Werte geliefert werden, – wobei in der ersten Verarbeitungseinheit (36) von den Werten nur eine erste, reduzierte Bitzahl verarbeitet wird, – und wobei in der zweiten Verarbeitungseinheit (38) von den dem Teilbild (42) entsprechenden Werten eine Bitzahl verarbeitet wird, die höher ist als die erste Bitzahl.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – in der ersten Verarbeitungseinheit (36) die Merkmalsextraktion mit einem ersten Algorithmus erfolgt, – und in der zweiten Verarbeitungseinheit (38) die Verarbeitung des Teilbildes (42) mit einem zweiten Algorithmus erfolgt, – wobei der Rechenaufwand, gemessen in Elementar-Rechenoperationen je Bildpunkt bei dem zweiten Algorithmus höher ist als bei dem ersten Algorithmus.
  7. Vorrichtung zur Werkstückkontrolle mit – einer Transportvorrichutng (12) für Werkstücke (14), – und einer Erfassungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Erfassung der Werkstücke (14).
  8. Bilderfassungssystem, mit dem – mit einer Zeilenkamera (16) zeilenförmige Bilder mindestens eines Objekts (14), das sich relativ zur Zeilenkamera (16) bewegt, aufgenommen werden, wobei die Zeilenkamera (16) ein Bildsignal (S) mit einer Anzahl von Bildpunkten in zeilenweise aufeinanderfolgender Anordnung liefert, – das Bildsignal (S) einer ersten Verarbeitung unterworfen wird, bei der aus dem Bildsignal (S) Merkmale (32, 34) extrahiert werden, – und das Bildsignal (S) gleichzeitig einer zweiten Verarbeitung unterworfen wird, bei der von dem Bildsignal (S) nur ein oder mehrere Teilbilder (28a, 28b, 42) verarbeitet, angezeigt und/oder gespeichert werden, wobei ein Teilbild (28a, 28b, 42) mindestens einen zusammenhängenden Bereich von Zeilen (Z0, Z1, Z2) und Bildpunkten innerhalb dieser Zeilen (Z0, Z1, Z2) umfaßt.
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