Anzeige
Anzeige

Keimfrei verpackt

Kameras im EHEDG-gerechten Gehäusebaukasten

Möchte man mit Bildverarbeitungssystemen Anwendungen in offenen Prozessen, wie man sie z.B. in der Lebensmittelindustrie antrifft, erschließen, so müssen zum einen Kamera, Optik und Beleuchtungsquellen hermetisch von der Umwelt und Umwelteinflüssen abgeschirmt werden. Zum anderen muss verhindert werden, dass eine Keimbildung stattfinden kann, das heißt das Gehäusedesign muss von vornherein konstruktiv alle Möglichkeiten ausschöpfen, um das Vorhandensein von Nischen auszuschließen, in denen sich Keime einnisten und vermehren können.

Kamerasystem mit EHEDG-Zertifizierung (Bild: Nophut GmbH)

Kamerasystem mit EHEDG-Zertifizierung (Bild: Nophut GmbH)

Je nach dem gewünschten Grad der Isolation der Kamera von der Umgebung, kann der Aufwand beträchtlich ansteigen. Zum einen muss das Interface derart gestaltet sein, dass in dem zu untersuchenden Wellenlängenbereich eine hohe Transparenz der Fenstermaterialien gegeben ist und störende Reflexionen vermieden werden. Die Dichtheit der optischen Durchführung muss für einen hohen Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich garantiert sein und den mechanischen Beanspruchungen der Applikation bzw. der Reinigungsmethoden des Fensters angepasst sein. Auf der anderen Seite sind die elektrischen Durchführungen ein weiterer Punkt in der Entwicklung. Daher versucht man von vornherein die Anzahl der elektrischen Verbindungen zu reduzieren. Bevorzugt werden Einkabellösungen angestrebt, das heißt Bilddaten, Spannungsversorgung der Kamera und zusätzliche Signale für die Triggerung oder die Ansteuerung von Lichtquellen werden über ein einziges Kabel geführt.

Kompakter Gehäusebaukasten

Ziel der Neuentwicklung war ein kompaktes Gehäusebaukastensystem zu realisieren, das auf der Kameraplattform MV0 basiert. Die OEM-Module der softwaredefinierten Kameraserie besitzen einen Formfaktor von 26,5×26,5mm. Mit dem Gehäusedesign wird die Zertifizierung durch die European Hygienic Engineering&Design Group (EHEDG) angestrebt. Die Hauptaufgabe der EHEDG ist es, zur hygienegerechten Konstruktion und Gestaltung in allen Bereichen der Nahrungsmittelproduktion beizutragen, und damit eine sichere Herstellung von Lebensmitteln zu gewährleisten. Eine bereits zertifizierte Umsetzung bei der Nophut GmbH basiert auf der wesentlich größeren Kameraplattform MV1 mit einem Formfaktor von 55x55mm. Bei dem neuen Baukastensystem wurde das optische Interface derart ausgelegt, dass mit Objektiven mit Brennweiten von 4,8 bis 75mm in Verbindung mit Bildsensoren mit einer Bilddiagonalen von bis zu 1″ gearbeitet werden kann. Damit stehen eine große Auswahl an CMOS-Bildsensoren zur Verfügung, bei denen die Auflösungen der Sensoren von VGA bis 5MP reichen. Zur Anpassung des Abbildungsmaßstabes kann man auf Pixelgrößen im Bereich von 3,45 bis 13,2µm zurückgreifen. Der Fokus der Produktpalette liegt bewusst auf CMOS-Bildsensoren mit Global Shutter, wobei s/w-, Farb-, NIR- und HSI-Sensoren zum Einsatz kommen. Gerade hyperspektrale Bildsensoren (HSI-Sensoren) ermöglichen neue Einsatzgebiete der Bildverarbeitung in der Lebensmittelindustrie. Die HSI-Sensoren stehen in der Form von 4×4- bzw. 5×5-Matrixsensoren und als Zeilensensoren mit 100 Spektralkanälen und mehr zur Verfügung. Sollten Anwendungen kleinere Pixel oder den Einsatz von BSI-Sensoren (back side illuminated sensors) erfordern, ist es möglich, auch auf Rolling Shutter CMOS-Bildsensoren zurückzugreifen. Für den EHEDG-gerechten Gehäusebaukasten wurde auf ein Power-over-Ethernet (PoE) GigE Interface gesetzt. Das implementierte Interface erfüllt den GigE Vision und GenICam Standard. Mit GigE Vision 2.0 ist die gewünschte Einkabellösung uneingeschränkt realisierbar. Unter GigE Vision 2.0 ist mit anderen GigE Vision Systemkomponenten zudem eine Triggerung der Kamera in Echtzeit durchführbar. Zum anderen ist auch die Ansteuerung von Blitzlichtquellen ohne Einschränkungen möglich. Die Interfaceverbindung wurde ohne Steckverbinder mit einer hochwertigen Kabelverschraubung realisiert, um den EHEDG-Anforderungen zu genügen.

4:1 Datenkompression für höhere Bandbreiten

Hochgeschwindigkeitsanwendungen scheitern oft an der limitierten Bandbreite der GigE Schnittstelle. Um diesen Nachteil zu überwinden, wurden verschiedene Kompressionstechnologien für die industrielle Bildverarbeitung entwickelt. Die Kompressionstechnologien können bei der Übertragung von s/w- und Farbbildern angewendet werden. Durch den Einsatz der DoubleRate- (DR) und QuadRate (QR) Technologie können auch mit dem neuen Gehäusebaukasten Bildverarbeitungssysteme mit hohen Bilddatenraten realisiert werden, ohne auf ein zweites Datenkabel für die Linkaggregation zurückgreifen zu müssen. Mit Kameras der DR-Serie wurden bereits diverse Applikationen im Bereich der kombinierten Farb- und 3D-Inspektion in der Verpackungsautomation gelöst. Die MV0-Serie wurde mit einer leistungsfähigen FPGA-Technologie und umfangreichem Bildspeicher ausgestattet, die die Realisierung von anspruchsvollen Algorithmen der Bildvorverarbeitung und Kompressionsalgorithmen für Bilddaten ermöglichen. Ziel ist es, mit angepassten FPGA IP-Cores weitere Applikationen im Bereich 3D-Lasertriangulation und Hyperspektral Imaging zu erschließen. Hermetisch abgeschlossene Lichtquellen können im Baukastensystem integriert werden, unabhängig davon, ob es sich um leistungsfähige LED-Lichtquellen oder Linienlaser für die 3D-Lasertriangulation handelt.

Anzeige

Empfehlungen der Redaktion

Das könnte Sie auch interessieren

Das Khronos Konsortium hat zwei Gruppen zur Standardisierung von neuronalen Netzwerken gegründet. Die eine Gruppe beschäftigt sich mit der Entwicklung eines unabhängigen API Standard File Formats für den Datenaustausch, während die andere sich der Topologie von Convolutional neuronalen Netzwerken widmet, um diese als OpenVX Grafiken darzustellen. ‣ weiterlesen

www.khronos.org

Anzeige

Die 71MP-CMOS-Kamera Machcam ist in zwei Versionen verfügbar: monochrom (71M) und in Farbe (71C). Das Format der Kamera ist 83x83x63,5mm. Die Kamera verfügt über einen Cmosis-Image-Sensor und eine USB-Schnittstelle. ‣ weiterlesen

www.sps-magazin.de

Anzeige

Ziel des mit fast 4Mio.E geförderten EU-Projekts Tulipp (Towards Ubiquitous Low-power Image Processing Platforms) ist es leistungsstarke und energieeffiziente Embedded-Systeme für komplexe Bildverarbeitungsanwendungen zu entwickeln. Das Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung einer Referenzplattform für Bildverarbeitungssysteme. Dabei werden Richtlinien zur geeigneten Auswahl von Recheneinheiten und Kommunikationsinfrastrukturen für die Instanziierung der Plattform definiert, mit dem Ziel den Energieverbrauch, die Entwicklungskosten und die Produkteinführungszeit zu reduzieren.

www.thalesgroup.com

Anzeige

Auf einen Blick sieht die 3D-Kamera auf Basis der PMD-Technologie unterschiedlichste Gegenstände und Objekte in ihren räumlichen Dimensionen. Herzstück des Gerätes ist ein neuer Bild-Chip mit 23.000 Empfangselementen. Die Ausgabe erfolgt über Grauwert- und Distanzbild, die Auswertung ist mit marktüblichen Bibliotheken mühelos möglich. ‣ weiterlesen

www.ifm.com

Anzeige

Active Silicon bietet die FireBird Framegrabber Technologie nun auch im CompactPCI Format an. Die neue Karte arbeitet im erweiterten Temperaturbereich und ist für den Einsatz in anspruchsvollen Embedded Anwendungen geeignet. Die 4-spurige Gen2 Schnittstelle ist schnell genug, die volle Datenrate des CL-Interfaces zu nutzen. Die FireBird CL 3U cPCI Serial unterstützt die gleichzeitige Datenerfassung von zwei unabhängigen Base CL Kameras bzw. die Datenerfassung von einer Base, Medium, Full oder Deca Kamera.

www.activesilicon.co.uk

Anzeige

Eine neuartige Beleuchtungstechnologie versetzt Vision-Sensoren erstmals in die Lage, vertiefte oder erhabene Strukturen zuverlässig zu erfassen und auszuwerten. Abhilfe schafft die neue Multishot-Funktion, der Vision-Sensoren der Reihe Visor. ‣ weiterlesen

www.sensopart.de

Anzeige

Die hochauflösende 3D-Kameraserie 3DPixa wird um zwei Produkte erweitert. Die HR 5µm und die HR 2µm zeichnen sich durch eine verbesserte Bildqualität dank einer auf 3D-Anwendungen optimierten Optik aus. Damit werden stabilere und genauere 3D-Daten auch auf kritischen Oberflächen erzielt. Die Erfassungsbreite von ca.35mm und die Abtastgeschwindigkeit von bis zu 30kHz sorgen bei der HR 5µm für kurze Prüfzeiten bei Auflösungen von 5µm. Die HR 2µm ist für Anwendungen mit noch höheren Auflösungs- und Genauigkeitsanforderungen konzipiert und erreicht eine Abtastbreite von 16mm. Verbessert wurde auch das Zusammenspiel zwischen Kamera-Elektronik und Optik. Das Resultat ist eine höhere Bildschärfe an den Rändern.

www.chromasens.de

Anzeige

Der Multicolor CIS (Comapct Image Sensor) für die Qualitätskontrolle in der Druckindustrie ist der erste CIS mit umschaltbarer Auflösung (1200, 600 und 300dpi). Der kompakte Sensor lässt sich einfach in Druckmaschinen einbauen. ‣ weiterlesen

www.tichawa-vision.com

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige