Bildverarbeitung Innovationsschub durch Hyperspectral Imaging - Quality Engineering

Bildverarbeitung

Innovationsschub durch Hyperspectral Imaging

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Geeignete Beleuchtungen sind eine wesentliche Voraussetzung für hyperspektrale Bildverarbeitungssysteme, etwa zur Unterscheidung von Kunststoffen Bild: Perception Park
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Auf der Messe Vision sind Neuentwicklungen von Ausstellern zu erwarten, die Beleuchtungen anbieten – insbesondere für das Hyperspectral Imaging.

„Aktuell bewegt sich in diesem Bereich sehr viel. Vor allem das Thema Hyperspectral Imaging hat einen starken Innovationsschub ausgelöst und eröffnet komplett neue Anwendungsfelder für die Bildverarbeitung“, sagt Vision-Projektleiter Florian Niethammer von der Messe Stuttgart. Mit Hyperspectral Imaging ist es möglich, die chemische Zusammensetzung von Objekten zu erkennen und auf diese Weise beispielsweise äußerlich sehr ähnlich erscheinende Kunststoffe zu unterscheiden.

Essentiell für derartige Systeme sind geeignete Beleuchtungen. „Insbesondere Anwender aus dem Bereich Lebensmittelkontrolle warten sehnsüchtig auf spezielle Multi- oder Hyperspektral-Beleuchtungen auf LED-Basis“, weiß Sophie Perrot, Beleuchtungsexpertin von Stemmer Imaging. „Die vorhandenen Systeme arbeiten mit Halogen-Leuchtmitteln, die viel Hitze produzieren, was beim Einsatz von Multispektral-Bildverarbeitung in der Lebensmittelindustrie hinderlich ist. Beleuchtungen auf LED-Basis werden den Einsatzbereich von Bildverarbeitungssystemen vor allem in diesem Segment stark erweitern.“

Trend zu kundenspezifischen Anpassungen

Als technologische Basis für die Ausleuchtung von Prüfobjekten haben sich LED-Beleuchtungen bereits seit Jahren in Bildverarbeitungsanwendungen etabliert. John Thrailkill, Mitgründer und CEO von Advanced Illumination, sieht hier allerdings Optimierungsbedarf: „Vor allem fehlen individuelle optische und mechanische Designs für kundenspezifische Applikationen. Viele Endkunden benötigen Beleuchtungen mit höherer Intensität und niedrigerem Preis und wünschen sich eine einfachere Integration.“ Die Erwartungen von OEMs gehen laut Thrailkill sogar noch einen Schritt weiter: „Es zählen Faktoren wie kundenspezifische Anpassungsmöglichkeiten der Beleuchtungsgeometrie, verschiedene Optionen für den Betrieb und bei den Wellenlängen sowie schnelle Lieferzeiten.“

Die steigenden Anforderungen an Beleuchtungssysteme bestätigt auch Daniell Haug, Prokurist und Produktmanager bei Falcon Illumination: „Vor allem wird heute eine hohe Leistungsdichte gefordert, denn beschleunigte Fertigungsprozesse erfordern kürzere Belichtungszeiten und somit mehr Lichtleistung.“ Diesem Trend werden Falcon Illumination und andere Hersteller durch den zunehmenden Einsatz von High-Power-LEDs und Blitzcontrollern gerecht. Laut Haug können die lichtstarken LEDs durch die Controller kurzzeitig „überblitzt“ werden und geben dadurch mehr Lichtleistung ab. So wird eine bis zu acht Mal höhere Lichtintensität als mit Standard-LEDs erreicht.

Alternativen zur LED

Wenn mit sichtbarem Licht keine Bildverarbeitungslösung erzielt werden kann, sind Alternativen zu Beleuchtungen auf LED-Basis gefragt. Eine dieser Optionen, die bereits während der letzten Vision von einigen Unternehmen präsentiert wurde und immer weiter an Bedeutung gewinnt, ist der Einsatz erweiterter Lichtspektren im Ultraviolett- und Infrarot-Bereich in Kombination mit entsprechend empfindlichen Kameras.

Doch auch Laser kommen in der industriellen Bildbearbeitung immer häufiger als Beleuchtungstechnologie zum Einsatz. „Auch hier steigen die Anforderungen“, weiß Jochen Maier, Leiter des Geschäftsbereichs Optosysteme bei Laser Components. „Bei Linienlasern erwarten Anwender eine immer höhere Qualität der Projektion. Weniger Streulicht und weniger Störstellen in der Linie sind hierbei die Schlüsselqualitäten. Eine homogene Leistungsverteilung ist mittlerweile fast schon selbstverständlich.“ Für kurze Belichtungszeiten würden zum Teil Lasermodule mit höheren Leistungen benötigt, so Maier weiter. Außerdem wachse der Bedarf an smarten Gehäuselösungen für die einfache Integration beim Kunden.

Intelligent Lighting – in Richtung Industrie 4.0

Ein weiterer aktueller Trend im Bereich der Beleuchtungstechnik ist das sogenannte Intelligent Lighting. Hierbei wird das Ziel verfolgt, die Reserven von Beleuchtungen optimal auszunutzen und sie so gleichzeitig effizienter und ökonomischer einzusetzen. „Intelligent Lighting ermöglicht das Monitoring von Beleuchtungen und ist somit ein Schritt in Richtung Industrie 4.0“, so Perrot. „Die technischen Eigenschaften und die dynamischen Anwendungsdaten von Beleuchtungen liegen im System permanent vor, so dass der Anwender rechtzeitig über nachlassende Leuchtstärken oder sonstige wichtige Veränderungen informiert werden kann.“ Unternehmen wie Stemmer Imaging bieten Intelligent Lighting-Systeme der Triniti-Technologie an, die von Gardasoft in Zusammenarbeit mit weiteren Beleuchtungsherstellern wie CCS, Metaphase und Smart Vision Lights entwickelt wurden. Viele Partner im Softwarebereich unterstützen diesen Ansatz. Anwendern bieten solche Konzepte laut Perrot eine vereinfachte Möglichkeit, Beleuchtungen optimal an die Einsatzbedingungen anzupassen und über einen langen Zeitraum eine stabile Helligkeit zu erzielen, um Produktionsanlagen somit effizienter zu machen. ■

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