Im Rahmen eines europäischen Forschungsprojektes, „HIPER“ – High Performance Industrial Vision – wurde von einem internationalen Wissenschaftler- und Anwenderteam eine neuartige CMOS-Kamera entwickelt Auf der VISION wird die Kamera auf dem Stand des Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme zum erstenmal vorgestellt.
Beteiligt an der Entwicklung waren unter der Leitung der Firma Philips (NL) das Fraunhofer Institut für mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS) in Duisburg zusammen mit den Firmen Phasor (GB), Photonie Science (GB) und Siemens (D) sowie der Technischen Universität Kreta (G) und der Katholischen Universität Louvain la Neuve (B). Die Verwendung eines vom Fraunhofer-IMS im Rahmen dieses Projekts entwickelten hochdynamischen CMOS-Bildsensors erlaubt es dem Bildverarbeitungssystem, selbst unter sehr schwierigen Beleuchtungsbedingungen zu arbeiten. Das Hauptaugenmerk bei der Entwicklung des Kamerasystems lag zum einen auf der Erfassbarkeit einer hohen Bilddynamik in Kombination mit einer integrierten lokalen Helligkeitsanpassung. Darüber hinaus besteht die Hauptinnovation in der Integration nicht nur der Bildakquisitions- sondern auch der Bildverarbeitungseinheit in der Kamera selbst. Die Kamera kann damit als komplettes stand-alone Bildverarbeitungssystem fungieren. Erreicht wird dieser hohe Grad an Funktionalität durch die Abbildung des vom CMOS-Sensor bereits vorverarbeiteten Bildes auf eine ASIC-basierte Signalverarbeitungseinheit, die als „Object Engine“ bezeichnet wird.
Die Object Engine realisiert die vielfältigsten Operationen, wie z.B. schnelle Objekterkennung und -lokalisation oder Mustererkennung. Die Signalverarbeitungsalgorithmen können vom Benutzer in einer Visual C++-Entwicklungsumgebung angepasst und erweitert werden und danach zur Rekonfiguration der Kamera verwendet werden.
Die HIPER-Kamera besitzt eine Auflösung von 1024 x 1024 Pixeln bei einem pixel pitch von 10 µm und einer Bildrate von 15 frames/sec bei voller Auflösung. Die Kamera besitzt ebenfalls die Möglichkeit einer benutzerdefinierten Teilbildauslese beginnend bei 32 x 32 Pixeln. Kleine Fenster können bei relativ höheren Bildraten ausgelesen werden, 128 x 128 Pixel bei z.B. 870 frames/sec. Die Belichtungssteuerung arbeitet nach dem rolling shutter Prinzip, die Mehrfachbelichtung ist vom Benutzer justierbar. Die schnellen Bildauslese- und Verarbeitungsalgorithmen des HIPER Kamerasystems reduzieren die Bildverabeitungszyklen deutlich, was einen entscheidenden Vorteil hinsichtlich der Ablaufsteuerung in industriellen Fertigungs- und Überwachungseinrichtungen darstellt Ihre herausragenden Eigenschaften prädestinieren dese Kamera demzufolge für Anwendungsgebiete im Bereich der Inspektion, Präsenzerkennung, Bauteilbestückung, Bewegungsverfolgung und andere mehr.
A QE 412
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