Trotz Chaos zuverlässig zählen

Zeilenkamerasystem ermöglicht Produktzählung ohne vorherige Vereinzelung.

neogramm präsentiert eine Bildverarbeitungslösung für die automatisierte Zählung von chaotisch gelagerten Produkten auf einem Förderband. Die Produkte werden anhand eines zweidimensionalen Bildes gezählt, welches von einer Zeilenkamera im Durchlicht aufgenommen wird. Bei Geschwindigkeiten von bis zu einem Meter pro Sekunde detektiert das System zuverlässig jedes einzelne Objekt – auch bei teilweisen Überlappungen. Die Besonderheit des Konzeptes: Die Produkte werden im Fall gezählt. Das vorherige Vereinzeln der Artikel wird überflüssig.

Für bisherige Lösungen müssen die Produkte stark vereinzelt werden, bevor sie gezählt werden können. Anschließend werden sie der Reihe nach durch eine Lichtschranke befördert. Dazu wird nicht selten eine zusätzliche Maschine im Produktionsprozess benötigt. Zudem sind die Konzepte mehrheitlich auf nur einen bestimmten Produkttyp beschränkt. Eine alternative Möglichkeit ist die Objektzählung auf einem Bild. Die von neogramm vorgestellte Bildverarbeitungssoftware wurde für eine Zeilenkamera entwickelt, welche über einem Linienlicht angebracht wird. Die Produkte fallen zwischen Licht und Kamera hindurch vom Förderband beispielsweise in einen Transportbehälter. Dazu genügt eine Fallstrecke von wenigen Zentimetern. Über die Betrachtung im Gegenlicht entstehen kontrastreiche Schattenbilder der Produkte, welche vorverarbeitet, segmentiert und analysiert werden.

Die Herausforderung besteht in der Erkennung der einzelnen Produkte. Ohne eine Vereinzelung können sich Artikel überschneiden. Dafür werden bei einem anfänglichen Teach-In Aufnahmen gemacht und verschiedene Szenarien von Produktkombination eingelernt. Einzelne Segmente werden entsprechend der enthalten Anzahl von Produkten manuell gelabelt. Später extrahiert die Software eine Vielzahl von Merkmalen. Speziell entwickelte Momente sowie robuste Klassifikatoren, welche anhand dieser Merkmale automatisch über die Produktanzahl entscheiden, sorgen für eine präzise Zählung. Das Durchlicht und damit die Aufnahme der Produktschatten machen die Zählung unabhängig von der Beschaffenheit der Produkte hinsichtlich Abmessung, Volumen, Farbe, Gewicht oder Lage. Eine parallele Unterscheidung der gezählten Produkte anhand der Textur ist ausgeschlossen.

Die Kameralösung ist demnach vielseitig einsetzbar. Für eine optimale Erkennung sind jedoch gewisse Regelmäßigkeiten bei den zu zählenden Produkten notwendig. Bei Kleinteilen wie Schrauben ist eine Zählung nicht möglich, da die Überlappungen zu groß sind und somit die Unterscheidbarkeit sehr gering.

Der Einsatz des Kamerasystems unterstützt durch die überflüssig werdende Vereinzelung nicht nur die Prozessoptimierung sondern dient darüber hinaus als weiterer Kontrollmechanismus für höchste Qualitätsansprüche. Das System kann problemlos in den Produktionsprozess integriert werden ohne Veränderungen an den bestehenden Maschinen vorzunehmen. Der entwickelte Lösungsansatz zeigt einmal mehr den sinnvollen und bewussten Einsatz von Bildverarbeitungstechnologie im Sinne des Kunden und nicht aus technologischem Selbstzweck heraus. Die Aufrüstung bestehender Anlagen erfolgt maßgeschneidert, mit minimalen mechanischen Veränderungen und ohne lange Stillstandszeiten. Trotz des geringen Installations- und Schulungsaufwands lassen sich durch die Prüfung der Produktanzahl profunde und objektive Qualitätsaussagen treffen.

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