Forschung

In vielen technischen Aufgabenstellungen zur Steuerung oder Qualitätskontrolle industrieller Anlagen besteht die elementare Aufgabe darin, von einem Objekt die Oberfläche zu inspizieren oder eine dimensionale Größe zu ermitteln und diese mit einer Referenzgröße zu vergleichen. Primäre Messgrößen wie Lage, Länge, Breite oder Höhe dienen dazu, sekundäre Größen wie Fläche, Volumen, Maßhaltigkeit, Voll­ständigkeit oder Ähnliches zu ermitteln.

Diese mess­technischen Aufgaben schnell, berührungslos und somit verschleißfrei zu lösen, gehört zu den Leistungsmerkmalen einer speziellen Technologie, die von der Szene eines Mess­­objektes Bilder aufzeichnet und diese mit Methoden und Algorithmen der sogenannten Bilddaten­ver­arbeitung aus­wertet. Die Technologien werden unter dem Titel industrielle Bild­daten­verarbeitung (IBV) zusammen­gefasst und besitzen ein breites Spektrum technischer Anwendung. So findet man Bilddatenverarbeitung zum Beispiel auch in Anwendungen der Medizin, der Land­wirt­schaft oder Sicherheitstechnik.

Das Optimieren von industriellen Produktionsverfahren ist eine konkrete Heraus-forderung aus der Menge aller Applikationen und bietet als Ergebnis die Reduktion von Ausschuss bzw. der primär eingesetzten Rohstoffe sowie der sekundären Faktoren, wie Energieeinsatz und Umwelt­belastung. Mit dem Einsatz von IBV wird eine Steigerung von Qualität und Produktivität der Produktionsanlagen angestrebt, was sich in einer Steigerung der Wirtschaftlichkeit, der internationalen Wettbewerbs-fähigkeit und Sicherung von Arbeitsplätzen widerspiegelt.

Beispielsweise werden zur Sicherung der Produktqualität und Anlagenverfüg-barkeit bei Herstellern von band- bzw. bahnförmigem Material Inspektionssysteme eingesetzt, die typischerweise aus einer Vielzahl von Bild­sensoren bzw. Kameras bestehen. Auch im Forschungsgebiet der technischen Bildverarbeitung werden in zahlreichen Forschungseinrichtungen mit Methoden der multisensoriellen Daten­­fusion Lösungswege gesucht, den Informationsgewinn aus Bildszenen zu maximieren. Hier werden die Daten mehrerer Sensoren kombiniert. Aus den fusionierten Bildinfor-mationen lassen sich im Vergleich zur Verar­­beitung von einzelnen Bildszenen weitere Schluss­folger­ungen über physikalische Ereignisse, Aktivitäten oder Situati­onen ziehen.

In der Arbeitsgruppe BuS der Westfälischen Hochschule wird aktuell an der Entwicklung eine neuartigen visuellen Sensor-Architektur gearbeitet. Einer Architektur, die in der Arbeitsgruppe auch als 2D-Sensorcluster bezeichnet wird und universell in den oben genannten Anwendungen der technischen Bild­ver­arbeitung Einsatz finden soll. Das Funktionsprinzip wurde bereits zum Patent angemeldet und wird beim Deutschen Patent- und Markenamt unter dem Aktenzeichen DE102009050073.1 geführt.

Der Sensorcluster zeichnet sich durch eine hohe Szenen­auflösung, geringen Bauraum, hohe Abbildungsleistung und hohe Rechenleistung aus. Durch diese Kenndaten lässt sich eine Vielzahl neuer Applikationen zur Lösung technischer Auf­gaben­stellungen ableiten und dem Anwender ökonomische und ökologische Vorteile verschaffen. Produktions­anlagen, die bisher nicht mit industrieller Bildverarbeitung ausrüstbar waren, können nun aus­ge­rüstet und nachgerüstet werden.