DD289989A5 - Verfahren und einrichtung zur bilderkennung flaechiger konturen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bilderkennung flaechiger Konturen von zu manipulierenden Werkstuecken, insbesondere von textilen Zuschnitteilen. Auf einer durchsichtigen Platte befindliche Werkstuecke werden vertikal mit Licht beaufschlagt. Unter der Platte, planparallel dazu, ist im Abstand eine Abbildungsebene aus durchscheinendem homogenen Material angeordnet, auf der von den Werkstuecken ein Schattenbild entsteht. Durch die Diffusionswirkung der Abbildungsebene gelangt entweder direkt oder ueber eine Linse das in seinen harten Strukturen aufgeloeste Schattenbild zur CCD-Matrix-Kamera.{Bilderkennung; CCD-Matrix-Kamera; Schattenbild; Abbildungsebene; Lichtquelle; Linse; Bildverarbeitungssystem; Diffusionswirkung; Werkstueck; Platte}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bilderkennung flächiger Konturen von zu manipulierenden Werkstücken, insbesondere von textlien Zuschnitteilen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Aus der Praxis ist bekannt, daß über CCD-Kameras mit digitalem Bildverarbeitungssystem gesteuerte Roboter die zu manipulierenden Werkstücke erkennen und die Prozeßautomatisierung ermöglichen. Dabei handelt es sich um Werkstücke, die nicht durchscheinend sind.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß durchscheinende bzw. schwarz-weiß gemusterte oder schwarze oder weiße oder andere große Abweichungen in der Farbtiefe aufweisende Werkstücke nicht gleichzeitig erkannt werden können. Weiterhin ist aus der EP 115573 ein Verfahren zur Fehlererkennung in textlien Flächengebilden bekannt, bei dem ein Kantenbzw. Liniendetektionsverfahren unter Zuhilfenahme einer Bildfilterung angewendet wird. Das Ausgangssignal des Filters wird aus der Differenz zwischen den beiden über je einen Schlitz der Filtermaske ermittelten Leuchtstärkewerten gebildet. Dieses Verfahren ist nicht geeignet zur Bilderkennung von textlien Zuschnitteilen, bei denen Größe und Kontur ständig wechseln.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel der Prozeßautomatisierung bei der Zuführung von Werkstücken zu Verarbeitungsmaschinen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, binarisierte Daten der Kontur von flächigen durchscheinenden oder nichtdurchscheinenden Werkstücken unabhängig von Farbe und Muster, im Extremfall von schwarz-weiß-gemusterten Werkstücken, ohne Veränderung der Beleuchtungstechnik zu gewinnen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das rechtwinklig im Durchlichtverfahren auf die Werkstücke aufgebrachte sichtbare oder unsichtbare Licht auf der darunter befindlichen Abbildungsebene ein kongruentes oder ähnliches sichtbares oder unsichtbares Schattenbild erzeugt.

Das Schattenbild geht durch die Abbildungsebene hindurch, und durch die Diffusionswirkung der Abbildungsebene entsteht ein in seinen harten Strukturen aufgelöstes Schattenbild, das zu einer CCD-Matrix-Kamera gelangt. Damit wird erreicht, daß strichförmige Schatten, die sich störend auf die Bildverarbeitung im Rechner auswirken, verschwinden und die Kamera ein binarisierungsfähiges Bild aufnimmt. Abstehende Fäden an den Schnittkanten der Zuschnitteile sowie strichförmige Markierungen auf der Platte, auf die dieZuschnitteile aufgelegt werden, werden von der CCD-Matrix-Kamera nicht mehr erfaßt.

Zur Durchführung des Verfahrens ist im oberen Bereich eines geschlossenen Gehäuses, das eine matte Innenseite besitzt, die vorzugsweise dunkel ist, eine aus durchscheinendem homogenem Material bestehende Abbildungsebene angebracht. Im definierten Abstand zur Abbildungsebene befindet sich über ihr eine durchsichtige gefärbte oder nicht gefärbte Platte, die das Gehäuse oben abschließt. Die gefärbte durchsichtige Platte wirkt gleichzeitig als Filter. Platte und Abbildungsebene sind planparallel zueinander angeordnet. Das Licht wird rechtwinklig auf die Platte aufgebracht, wobei diese vorzugsweise horizontal angeordnet ist.

Der Abstand der Platte zur Abbildungsebene ist eine Funktion der Diffusionswirkung der Abbildungsebene und der Divergenz der Lichtstrahlen.

Die Abbildungsebene ist eine Glas- oder durchsichtige Kunststoffplatte auf deren der Platte abgewandten Seite eine helle Farbpigmentschicht oder Kristalle oder eine durchscheinende Folie aufgebracht ist, oder diese Seite ist aufgerauht, oder die gesamte Abbildungsebene besteht aus einer durchscheinenden homogenen Mischung.

Zusätzlich ist es möglich, auf die Abbildungsebene eine lichtverstärkende Schicht aufzubringen. Dadurch wird die Kontrastwirkung der beleuchteten Fläche der Abbildungsebene wesentlich verstärkt.

In einer Ausführungsvariante ist es möglich, auf der durchsichtigen Platte, die die Werkstücke trägt, strichförmige Markierungen beliebiger Farbgebung, z. B. als Auflegehilfe für die Werkstücke, anzubringen. Durch die Diffusionswirkung der Abbildungsebene werden diese von der CCD-Matrix-Kamera nicht registriert.

In einer weiteren Ausführungsvariante wird zwischen Abbildungsebene und CCD-Matrix-Kamera im Gehäuse eine Fresnellinse angeordnet, wodurch eine Fokussierung des Lichtes erfolgt und der Abstand zwischen CCD-Matrix-Kamera und Abbildungsebene reduziert wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt den Aufbau der Einrichtung.

Rechtwinklig über einer durchsichtigen dünnen Platte 1 ist eine Lichtquelle 2 angeordnet. Diese Lichtquelle 2 sendet unsichtbares Licht, vorzugsweise im Infrarotbereich, aus. In einer anderen Ausführungsvariante ist es auch möglich, sichtbares Licht zu verwenden. Auf der durchsichtigen Platte 1, die vorzugsweise horizontal angeordnet ist, befinden sich die Werkstücke 3, deren Kontur erkannt und als binäres Bild gespeichert werden soll. Die Werkstücke 3 sind dünne, durchscheinende oder nicht durchscheinende Teile mit beliebiger Kontur, die bei den gleichzeitig auf der Platte 1 befindlichen Werkstücken 3 gleich oder unterschiedlich ist. Außerdem sind die Farbe und die Farbkombination bedeutungslos.

Die durchsichtige Platte 1 ist entweder farblos oder eingefärbt. Eine eingefärbte durchsichtige Platte 1 wirkt gleichzeitig als Filter.

Im Abstand unter der durchsichtigen Platte 1 ist eine Abbildungsebene 4 angeordnet. Es ist möglich, Platte 1 und/oder Abbildungsebene 4 mit strichförmigen Markierungen zu versehen, ohne daß diese das binäre Bild beeinflussen. Platte 1 und Abbildungsebene 4 sind planparallel in einem geschlossenen schwarzen Gehäuse 5 angeordnet, wobei die Platte 1 das Gehäuse 5 oben abschließt. In diesem Gehäuse 5 ist unter der Abbildungsebene 4 wahlweise eine Linse 6, vorzugsweise eine Fresnellinse, angeordnet. Diese Linse 6 ist bei großen Werkstücken 3 vorteilhaft.

Im Abstand zur Abbildungsebene 4 bzw. zur Linse 6 ist im Gehäuse 5 eine Kamera, vorzugsweise eine CCD-Matrix-Kamera 7, angeordnet

Die Abbildungsebene 4 besteht aus durchscheinendem, homogenem Material. Sie ist entweder eine Glas- oder Kunststoffplatte, deren untere Seite z. B. mit hellen Farbpigmenten, einer durchscheinenden Folie oder Kristallen versehen oder aufgerauht ist. Es ist auch möglich, die Glas- oder Kunststoffplatte als homogene Mischung herzustellen.

Bei einer anderen Ausführungsvariante ist erfindungsgemäß die Abbildungsebene 4 an der Unterseite zusätzlich mit einer lichtverstärkenden Schicht versehen, durch die die Kontrastwirkung der Schattenbildung verstärkt wird.

Der Abstand zwischen Platte 1 und Abbildungsebene 4 ist eine Funktion der Diffusion der Abbildungsebene 4 und der Divergenz der Lichtstrahlen.

Folgende Verfahrensschritte laufen ab:

Das Licht trifft rechtwinklig auf die mit Werkstücken 3 versehene durchsichtige Platte 1 auf, und auf der Abbildungsebene 4 entsteht ein Schattenbild der Werkstücke 3, das den Werkstücken 3 ähnlich ist.

Bei dem unter der Abbildungsebene 4 entstehenden Schattenbild sind durch die Diffusion die harten Strukturen aufgelöst, so daß ein binarisierungsfähiges Schattenbild entsteht. Dieses Schattenbild wird entweder direkt oder durch eine Linse 6 verkleinert von der CCD-Matrix-Kamera 7 aufgenommen und zu einem Bildverarbeitungssystem weitergeleitet.

Die Wirkungsweise des Verfahrens und der Einrichtung ist folgende:

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, unabhgängig von Farbe, Musterung und Lichtdurchlässigkeit der Werkstücke 3 zu arbeiten. Das Schattenbild entsteht unabhängig von der Farbe oder dem Muster der Zuschnitteile. Damit wird es

erstmalig möglich, mit demselben Belichtungsverfahren die extremen Farbtiefen schwarz und weiß sowie schwarz-weiß gemusterte Zuschnitteile zu bearbeiten. Das entstehende Schattenbild ist aber auch bei dünnen textlien Zuschnitteilen, z. B. Vlies von ca. 45g/m² so gut, daß es mit der CCD-Matrix-Kamera 7 und dem zugehörigen Bildverarbeitungssystem gut auswertbar

Die Diffusionswirkung der Abbildungsebene 4 löst die harte Struktur des auf der Abbildungsebene 4 entstehenden Schattens auf. Dadurch werden Markierungen auf der durchsichtigen Platte 1 bzw. abstehende Fäden an den Schnittkanten durch die Abbildungsebene 4 eliminiert, d. h. beim Bildverarbeitungssystem werden strichförmige Schatten nicht mehr registriert.

Claims (7)

1. Verfahren zur Bilderkennung flächiger Konturen, indem auf die zu erkennenden Werkstücke sichtbares bzw. unsichtbares Licht rechtwinklig aufgebracht und das Durchlichtverfahren angewendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß von den auf einer durchsichtigen Platte befindlichen Werkstücken auf der Abbildungsebene ein kongruentes oder ähnliches sichtbares oder unsichtbares Schattenbild gebildet wird, das durch die Abbildungsebene hindurchgeht, und daß das durch die Diffusionswirkung der Abbildungsebene in seinen harten Strukturen aufgelöste Schattenbild zu einer CCD-Matrix-Kamera gelangt.

2. Einrichtung zur Bilderkennung flächiger Konturen unter Verwendung einer CCD-Kamera, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich eines geschlossenen Gehäuses (5) eine aus durchscheinendem homogenem Material bestehende Abbildungsebene (4) und in einem definierten Abstand darüber eine durchsichtige gefärbte oder nicht gefärbte Platte (11), die das Gehäuse (5) oben abschließt, angeordnet sind, wobei Platte (1) und Abbildungsebene (4) zueinander planparallel sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Platte (1) zur Abbildungsebene (4) eine Funktion der Diffusionswirkung der Abbildungsebene (4) und der Divergenz der Lichtstrahlen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsebene (4) eine Glasoder durchsichtige Kunststoffplatte ist, auf deren der Platte (1) abgewandten Seite eine helle Farbpigmentschicht oder Kristalle oder eine durchscheinende Folie aufgebracht ist, oder diese Seite ist aufgerauht, oder die gesamte Abbildungsebene (4) besteht aus einer durchscheinenden homogenen Mischung.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Platte (1) abgewandten Seite der Abbildungsebene (4) zusätzlich eine lichtverstärkende Schicht aufgebracht ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Platte (1} und/oder auf der Abbildungsebene (4) strichförmige Markierungen beliebiger Farbgebung aufgebracht sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Abbildungsebene (4) und an sich bekannter CCD-Matrix-Kamera (7) im Gehäuse (5) eine Fresnellinse angeordnet ist.