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3D leicht gemacht

GenICam 3.0 für standardisierte 3D-Kameras

Der GenICam-Standard bekommt mit der Aktualisierung auf die Version 3.0 eine Vielzahl von neuen Funktionen. Eine Besonderheit ist hierbei die standardisierte Anbindung von 3D-Kameras. Dazu erarbeiteten 3D-Kamerahersteller und -Softwareanbieter gemeinsam einen einheitlichen und akzeptierten Standard. Dieser bietet nicht nur 3D-Experten eine einfachere Integration, sondern ermöglicht auch bisher unerfahrenen Anwendern einen leichten Einstieg in die 3D-Bildverarbeitung.
3D-Kameras genießen in der industriellen Bildverarbeitung derzeit eine große Popularität. Besonders deutlich wird dies durch die Vielzahl an 3D-Kameras, denn der Markt hat sich in dieser Hinsicht enorm entwickelt und ist bei Weitem nicht mehr so überschaubar wie noch vor einigen Jahren. Die wohl populärsten 3D-Kameras basieren auf dem Laserlichtschnittverfahren (Sheet of Light) und der Streifenprojektion (Structured Light). Aber auch für andere Technologien wie die Lichtlaufzeitmessung (Time of Flight) und die Stereoskopie (Stereo Vision) werden entsprechende 3D-Kameras angeboten. Vorzugsweise verwenden die meisten Systemintegratoren dennoch lieber herkömmliche 2D-Kameras in ihren Maschinen. Dieser Umstand begründet sich vor allem durch die mangelnde Kompatibilität zwischen Bildverarbeitungssoftware und 3D-Kameras. Denn so verschieden die 3D-Technologien sind, so unterschiedlich erweisen sich leider auch die Implementierungen der jeweiligen Hersteller. In vielen Fällen wird dann vom Kamerahersteller ein spezieller Treiber oder eine proprietäre Programmierschnittstelle (API) vorausgesetzt, um die jeweilige 3D-Kamera betreiben zu können. Dieses Problem wurde für die herkömmlichen 2D-Kameras bereits vor Jahren gelöst, indem man den einheitlichen GenICam-Standard einführte. Dieser trägt maßgeblich zum Erfolg der industriellen Bildverarbeitung bei und treibt diesen nun durch das Einbeziehen der 3D-Kameras noch weiter voran. In der neuen Version GenICam 3.0 wird erstmalig auch der Zugriff auf 3D-Kameras standardisiert. Die Kommunikation und Bildaufnahme zwischen Anwendung (Software) und Kamera findet somit auf einer einheitlichen Basis statt und ermöglicht einen geregelten Austausch, der übergreifend für alle Kamerahersteller und Schnittstellen (GigE Vision, USB3 Vision, CoaXPress, CameraLink HS) gilt. Da mittlerweile fast alle Softwarelösungen den Standard unterstützen, werden GenICam-zertifizierte Kameras von der Software automatisch erkannt und in Betrieb genommen. Besonders für Anwender mit wenig Erfahrung im Bereich der 3D-Bildverarbeitung bedeutet dieses eine enorme Erleichterung, denn so können sie mit ihrer vertrauten Arbeitsumgebung auf die 3D-Kameras zugreifen. Während der Vision 2014 wurde auf dem EMVA/GenICam-Stand eine Demo präsentiert, die das Zusammenspiel zwischen 3D-Kamera und Bildverarbeitungssoftware nach GenICam 3.0 demonstriert. Demnach sind die Integratoren fortan in der Lage, aus den Kameras sogenannte 3D-Punktewolken zu erhalten und diese ohne umständliche Konvertierung direkt in ihrer Software zu verarbeiten. So wird es zukünftig möglich sein, die Koordinatentransformation (2D-Bildebene zu 3D-Weltkoordinaten) entweder in der Kamera durchzuführen oder anhand der gegebenen standardisierten Transformationsparameter von der Software berechnen zu lassen. Bisher konnte dieser Vorgang nur durch eine proprietäre Herstellerlösung realisiert werden, was die Austauschbarkeit und Handhabung für den Kunden deutlich erschwerte. Durch die Einführung des GenICam-3.0-Standards hat dies nun ein Ende, denn egal welche Technologie sich hinter der jeweiligen 3D-Kamera verbirgt, der Anwender erhält immer ein standardisiertes Datenformat.

Fazit

Durch die Erweiterung des GenICam- Standards für 3D-Kameras ergibt sich nun die Chance, dass die Verbreitung von 3D-Applikationen einen enormen Anstieg erlebt und sich als zukunftsorientierte Lösung in vielen Branchen langfristig etabliert. Für Bildverarbeiter aus anderen Bereichen bietet die vereinheitlichte Kommunikation außerdem einen einfachen Einstieg in die 3D-Bildverarbeitung, wodurch deren anfangs erwähnte Popularität auch in den nächsten Jahren stetig zunehmen wird.

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