Wahrnehmungskamera

Wahrnehmungskamera

Echtzeitführung von Robotern

Matrix Vision stellt auf der Vision erstmals eine Wahrnehmungskamera (Perception Camera) vor. inVISION sprach mit Geschäftsführer Uwe Furtner über die Einsatzmöglichkeiten des neuen Kamerakonzeptes.

Was ist eine Wahrnehmungskamera?

U. Furtner: Die ´Perception Camera´ ist ein optisches System, das Objekte in seiner Umgebung wahrnehmen kann. Die Eigenschaften und die grundlegenden Prinzipien sind dem menschlichen Auge, in Verbund mit dem Gehirn, nachempfunden. Sehen Sie eine Punktmatrix, wenn Sie in dieses Zimmer schauen? Nein, Ihr Gehirn interpretiert die Szene sofort. Sie erkennen einen Stuhl, einen Tisch, einen PC, aber keinen wirren Haufen von Farbpunkten. Die Objekte sind Ihnen bekannt, weil Sie sie gelernt haben und im Laufe des Lebens erfahren haben, was man damit machen kann. Aber woher wissen Sie eigentlich welche ‚Bildteile‘ zum Stuhl und welche zum Hintergrund gehören? Das Auge ist die Kamera, dessen Bild im Gehirn verarbeitet wird. Der Mensch erkennt damit sehr gut starke Kontrastunterschiede, wie Kanten und Strukturen. Er erkennt auch mittels 3D den Abstand der Objekte zueinander. Aber wie erkennen Sie eine Heuschrecke im Gras? Durch Bewegung! Ich erkenne braune Pilze im Wald am besten, indem ich mich selbst dabei bewege. Die feinen Bewegungsunterschiede der Pilzhaube gegenüber dem Hintergrund, aufgrund des unterschiedlichen Abstandes reichen schon aus, um darauf aufmerksam zu werden. Die Aufgabe der Perception Camera ist es, bekannte Objekte wahrzunehmen und deren Position, Lage und Bewegung im Raum zu bestimmen.

Welche Vorteile ergeben sich dabei?

U. Furtner: Die zu erkennenden Objekte beschreibt man mit seinen prinzipiellen Eigenschaften. Die Perception Camera zeigt anschließend alle Objekte mit diesen Eigenschaften in Video-Echtzeit an. Dazu nutzt sie vielfältige Verfahren und kombiniert sie geschickt, z.B. sollen Quader oder komplexere Formen, wie Flaschen erkannt werden, gleichgültig ob diese sich bewegen oder still stehen. Die Kamera stellt ihre Aufmerksamkeit auf die eingelernten Objekte ein und liefert Position, Größe, Ausrichtung im Raum, den idealen Greifpunkt und die Bewegungsgeschwindigkeit der gefundenen Objekte. Dabei kann sie auch eng aneinander liegende Packungen auseinander halten. Der Erkennungsbereich startet bei einigen Zentimetern und reicht bis zu mehreren Metern mit ein und derselben Kamera. Sie ist also ideal für die Verfolgung von Objekten im Raum oder für die Montage auf einem Roboter, der zunächst grob in der Ferne seine Palette sieht, um dann beim näheren Hinsehen auch einzelne Schachteln zu erkennen. Sollte die Kamera einen Schlag abbekommen oder durch das Transportsystem kontinuierlich durchgerüttelt werden, stellt sie sich automatisch wieder richtig ein, ohne irgendwelche speziellen Kalibrationsvorlagen.

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www.matrix-vision.de

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