3D-Kamera bringt Farbe ins Spiel
Der nächste Schritt für realitätsnahe 3D-Abbildungen
Die rasante Entwicklung der Robotik hat in den letzten Jahren zu einer verstärkten Nachfrage nach 3D-Kameratechnologien geführt. Denn diese spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung von Leistungsfähigkeit und Vielseitigkeit von Robotern. Doch viele dieser Anwendungen benötigen zunehmend anspruchsvollere Lösungen, die weit mehr als reine Tiefeninformationen der Umgebung liefern. Für fortschrittliche Bildverarbeitungstechnologien, wie Farbsegmentierung oder maschinelles Lernen, sind andere Basisdaten notwendig, für die bisher zusätzliche 2D Kameras notwendig sind. Das neue kompakte Kamerasystem Ensenso C vereint dazu eine größere Bandbreite an Funktionen und Merkmalen, um 3D-Daten effizienter und genauer erfassen und interpretieren zu können.
3D-Kamerasysteme sollen die Fähigkeiten von Robotern und autonomen Systemen verbessern und neue Möglichkeiten für präzise und vielseitige Anwendungsgebiete eröffnen. Dafür muss die 3D-Kameratechnik mit den neuen Marktanforderungen Schritt halten, was aber keine Technik-Revolution erfordert. Es fehlt an Systemen, die mehrere Komponenten optimal kombinieren, dabei einfach bedienbar und integrierbar bleiben, um Anwendungen übersichtlicher und kostenoptimierter entwickeln zu können. Trotz größerer Komplexität müssen die Systeme durch höhere Benutzerfreundlichkeit einfach bedienbar bleiben.
Vorkonfektioniert für schnelle Inbetriebnahme
Der Hauptunterschied zwischen vollständig anpassbaren Geräteklassen und komfortabel nutzbaren Standardgeräten liegt in ihrem Grad der Konfigurierbarkeit und Flexibilität, sowie im Aufwand, der für ihre Inbetriebnahme erforderlich ist. Die Wahl zwischen diesen beiden Ansätzen hängt von den individuellen Anforderungen und dem Einsatzszenario ab. Voll anpassbare Geräteklassen bieten zwar mehr Freiheit und Flexibilität, erfordern aber auch mehr technisches Know-how und Zeitaufwand für die Inbetriebnahme. Standardgeräte hingegen sind einfach zu verwenden und erfüllen spezifische Aufgaben ohne umfangreiche Anpassungen. Mit der neuen C-Serie bietet Ensenso neben der hochflexiblen X-Serie im High-End Bereich nun beide Geräteklassen an. Der Ensenso Kamera-Selektor hilft dabei für einen konkreten Anwendungsfall das passende, sofort einsatzfähige Standard-Modell auszuwählen.
Mehr als 3D
Ein Vorteil des Ensenso Stereometrie-Verfahrens ist, dass über das SDK schon immer auch die 2D-Bilder der Stereokameras verfügbar waren. So liefert das SDK neben den Tiefeninformationen auch immer die Basisdaten für weitere Bildanalysen, ohne zusätzliche 2D-Kameras in der Anwendung einsetzen zu müssen. Die 2D-Bilddaten können damit nicht nur als Textur über die 3D-Punktwolke gelegt werden, um eine bessere 3D-Abbildung zu schaffen, sondern ermöglichen beispielsweise das Erkennen und Messen von Objektkanten oder auch das Lesen von Codes im Bild. Auf diese Weise lassen sich Objekte nicht nur räumlich detektieren, um sie mit einem Roboter zu greifen, sondern für ein detailliertes Objekthandling auch genau identifizieren.
Mit einer zusätzlichen und vollintegrierten RGB-Kamera erlaubt die Ensenso C-Serie jetzt auch Zugriff auf 2D-Farbbilder der selben Szenerie. Das erweitert den Einsatzbereich der Kamera, wenn nicht nur eine 3D-Punktwolke, sondern auch ein Farbbild zur Erledigung einer Aufgabe erforderlich ist. Das können beispielsweise KI-basierte Bildanalysen sein, für die üblicherweise Farbbilder als Basisdaten herangezogen werden.
Kompakt und Vollintegriert
Sollen mehrere Merkmale bzw. Basisdaten für die Erledigung einer Anwendung herangezogen und ausgewertet werden, kann das in der Regel auf zwei Arten erfolgen. Einerseits können alle für die Gesamtaufgabe notwendigen Sensoren bzw. Komponenten als separate eigenständige Geräte arbeiten. Das bewahrt zwar größtmögliche Flexibilität bei Auswahl und Wartung jeder modularen Einheit, jedoch ist die Integration und Synchronisierung mehrerer Geräte in einer Anwendung technisch anspruchsvoller und erfordert damit mehr Fachwissen.
Demgegenüber vereinen vollintegrierte Geräte, wie die neue Ensenso C, alle Komponenten in einem geschlossenen und geschützten Gehäuse. Sprich Stereokameras, Pattern-Generator, 2D-Farbkamera, Licht sind ab Werk optimal aufeinander abgestimmt, eingestellt und über eine gemeinsame Geräte-Software, das Ensenso SDK ansprechbar. Trotz steigender Anwendungskomplexität ist das 3D-Kamerassystem damit so kompakt, um beispielsweise in begrenzte Platzverhältnisse von Robotern und anderen autonomen Systemen zu passen.
3D von großen Volumina
Für Anwendungen mit großen Objektabständen von bis zu 5 m müssen die Komponenten eines 3D-Kamerasystems optimal ausgelegt sein und zusammen arbeiten, um dabei eine hohe Z-Genauigkeit der Tiefenwerte zu erzielen. Bei Stereometrie Systemen wie der Ensenso C sorgt eine große Baseline, also ein großer Abstand der beiden Stereokameras, für eine sehr genaue und stabile Triangulation der Objektpunkte. In Verbindung mit der hohen Auflösung von 5 MP können Objektstrukturen sehr detailreich abgetastet werden. Für vollständige Punktwolken, auch von texturarmen Objektoberflächen mit nur wenigen markanten Bildpunkten, setzen Ensenso C Kameras auf einen enorm leistungsstarken 200 W LED-Mustergenerator, der auch in 5 m Entfernung für kontrastreiche Oberflächen sorgt. Die sehr steife Mechanik und ein optimierte Wärmeableitung sorgen zudem für einen geringen Jitter der Tiefenwerte auch in großer Entfernung (0.1 mm bei 1 m Abstand).
Zusammenfassung
Mit der Ensenso C geht IDS den nächsten wesentlichen Schritt in der 3D-Kameratechnik, um Anwendungen mit den notwendigen Basisdaten für fortschrittliche Bildverarbeitungsfunktionen zu versorgen. Speziell im High-End-Bereich für großvolumige Anwendungen mit höchsten Ansprüche an Genauigkeit vereint dieses 3D-Kamerasystem alle Ensenso Vorteile im 3D-Vision Umfeld in einem besonders kompakten Gehäuse. Die einfache Handhabung und Inbetriebnahme der zahlreichen Modellvarianten macht die Ensenso C-Serie zu einem unentbehrlichen Werkzeug für Bildverarbeitung in der 3. Dimension.
Weiterführende Infos
- Auf der Produktwebseite finden Sie weitere Informationen zur Ensenso C-Serie.
- Anwendungsbericht: Automatische Be- und Entladen von Pressteilen
In einer 3D-Anwendung überwachen und erfassen vier Ensenso C Kameras automatisch das Be- und Entladen von Pressteilen, so dass sie ein Roboter millimetergenau in die Kammleisten der Behälter einsetzen kann. Der Anwendungsbericht erläutert, wie die Ensenso C die Basisdaten und damit die Grundlage für die Prozessautomatisierung liefert. - Vision Channel Video: Ensenso C, the next step for 3D cameras
Entdecken Sie die Highlights und Features der neuen Ensenso C 3D Kamera mit integrierter 2D RGB Kamera. Neben technischen Fakten und einem Vergleich zu den bestehenden Ensenso-Modellen öffnen wir den Vorhang und geben Einblick in mögliche Anwendungen, die das zusätzliche 2D-Farbbild nutzen.