Entwicklung eines modularen Baukastensystems für die Konfiguration industrieller Bildverarbeitungssysteme

Abstract

Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Komponentenkonfiguration von industriellen Bildverarbeitungssystemen. Es soll festgestellt werden, ob eine Konfigurationslogik anhand von prüfaufgaben- sowie prüfobjektspezifischen Merkmalen erstellt werden kann. Die optischen Komponenten Beleuchtung, Objektiv und Kamera stellen hierbei die Basis für einen derartigen Konfigurationsbaukasten dar. Der Identifikation und dem Verständnis der wichtigsten Kenngrößen dient hinsichtlich dieser Komponenten der Stand der Technik. Darauf folgend wurden verschiedenste Problemstellungen aus der industriellen Bildverarbeitung bearbeitet, um eine empirische Grundlage für die Identifikation von Korrelationen zwischen den Komponenten und den Prüfaufgaben bzw. -objekten zu schaffen. Es wurden eine Oberflächeninspektion, Farbwertmessung, Maßprüfung und Vollständigkeitsprüfung durchgeführt. Auf Basis der durchgeführten Versuche sowie der theoretischen Recherchen konnten zwei Gruppen von kausalen Zusammenhängen identifiziert werden. Die erste Gruppe umfasst prüfaufgabenunabhängige Zusammenhänge, welche vor allem durch die Umgebung sowie durch gewisse prüfobjektabhängige Größen beeinflusst werden. Die zweite Gruppe umfasst prüfaufgabenabhängige Zusammenhänge. Es stellte sich heraus, dass diese Gruppe einen besonders großen Einfluss auf die grundsätzliche Komponentenauswahl hat.

The underlying thesis deals with the configuration of components for industrial image processing systems. The goal was to determine whether a configuration logic could be established based on task-specific and object-specific inspection characteristics. The following optical components were predefined as the basic elements for such a configuration kit: illumination, lens and camera. In the first place a state of the art research regarding these components was compiled to identify and understand the most important parameters. Subsequently empirical data was collected through application-oriented case studies, which was used for identifying correlations between the components and the inspection tasks as well as between the components and the inspection objects. The examined problems included a surface inspection task, a colorimetry task, a 2D metrology task and a completeness check. Based on the conducted experiments as well as the theoretical research two groups of causal correlations were identified. The first group comprises task-independent relationships, which are influenced primarily by the environment as well as by certain test object parameters. The second group comprises task-dependent relationships. This group has an important influence on the basic component selection.