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SmartRunner Explorer 3-D zur hochpräzisen 3-D-Bildverarbeitung

2022-09-30

Mit Lichtgeschwindigkeit in die dritte Dimension der Automatisierung

SmartRunner Explorer 3-D
SmartRunner Explorer 3-D

Um bei der Warenkontrolle auf Förderbändern oder bei Pick-and-place-Anwendungen in der Robotik eine detailgetreuere Darstellung von Objekten zu erzielen, kommen immer häufiger 3-D-Bildverarbeitungssysteme zum Einsatz. Gleichzeitig steigt der Bedarf an flexiblen Lösungen zur Identifikations-, Vollständigkeits-, Positions- und Volumenerkennung, die sich individuell an verschiedenste Anwendungen anpassen lassen.
Als Teil der SmartRunner-Produktfamilie liefert der neue 3-D-Sensor SmartRunner Explorer 3-D neben 2-D-Bildern auch hochpräzise 3-D-Punktwolkenbilder und ist wahlweise mit Stereo-Vision-Technologie oder Time-of-Flight-Technologie (ToF) erhältlich.

Pepperl+Fuchs bietet Unterstützung bei der Auswahl des geeigneten 3-D-Vision-Sensors und kann auf Wunsch den kompletten Programmieraufwand übernehmen. Selbst applikationsspezifische Varianten, bei denen die Software direkt im Gerät integriert ist, sind realisierbar.


Ein Sensor – zwei Technologien

Dank seinem großen Messbereich kann der Sensor mit ToF bei fahrerlosen Transportsystemen eingesetzt werden.
Dank seinem großen Messbereich kann der Sensor mit ToF bei fahrerlosen Transportsystemen eingesetzt werden.

Der SmartRunner Explorer 3-D ist wahlweise mit Stereo-Vision-Technologie oder Time-of-Flight-Technologie (ToF) erhältlich. Die Stereo-Vision-Variante mit zwei Kameras und einer Auflösung von 1,4 MP ermittelt im ersten Schritt ein Disparitätenbild, welches aus der Überlagerung der beiden 2-D-Bilder entsteht. Anders als bei vergleichbaren Sensoren geschieht dies direkt im Gerät und vollautomatisch. Zusammen mit dem integrierten FPGA-Baustein lässt sich daraus ein 3-D-Punktwolkenbild erzeugen. Auf Basis der hochaufgelösten 2-D-Bilder ist eine einfache Ausrichtung des Sensors auf den Erfassungsbereich möglich, was die spätere Interpretation der Messergebnisse erleichtert. So lassen sich etwaige Abschattungen bereits identifizieren, noch bevor ein 3-D-Bild generiert wurde. Eine integrierte Szenenbeleuchtung zur idealen Ausleuchtung vereinfacht das Einrichten der Applikation zusätzlich.

Der Rohdatensensor mit ToF-Technologie verfügt über eine VGA-Auflösung (640 x 480 px) und eine hohe Messrate von 30 Hz. Dadurch eignet er sich besonders für Anwendungen, in denen ein größerer Messbereich und schnelle Reaktionszeiten gefragt sind – beispielsweise bei der Nutzung fahrerloser Transportsysteme. Dank des 940-Nanometer-Infrarotlichts ist die ToF-Ausführung unempfindlich gegenüber Fremdlicht und kann sowohl im Indoor- als auch im Outdoor-Bereich eingesetzt werden.

Die Sensorkamera erzeugt ein sogenanntes Z-Bild, das vergleichbar mit einem 2-D-Bild ist. Zusätzlich gibt das Gerät ein Tiefenbild aus, welches die Distanz des zu erfassenden Objekts zum Sensor darstellt sowie eine Höhenkarte mit 2-D-Informationen in x- und y-Richtung. Aus diesen Informationen lässt sich schließlich ein detailgetreues 3-D-Punktwolkenbild generieren.


Robustes und durchdachtes Gehäusedesign

Die integrierte Montagehilfe erleichtert die Installation.
Die integrierte Montagehilfe erleichtert die Installation.

Aufgrund seiner temperaturregulierenden Eigenschaften ermöglicht das äußerst robuste Aluminiumgehäuse mit Schutzart IP65 auch unter anspruchsvollsten Umgebungsbedingungen hochpräzise Messergebnisse zu erzielen. Die integrierte Montagehilfe auf der Rückseite des Gehäuses dient der einfachen und passgenauen Installation des Sensors und erleichtert einen späteren Gerätetausch. Einmal ausgerichtete Sensoren lassen sich optional in einer identischen Applikation vervielfältigen.


Einfache Sensorintegration mit Software ViSolution

Die neue Pepperl+Fuchs Software ViSolution bietet Anwendern eine intuitive Benutzeroberfläche zur Integration, Überwachung und Instandhaltung der SmartRunner 2-D- und 3-D-Sensoren. Die Lösung ist sowohl für den Desktop-Gebrauch und zukünftig auch für die Nutzung auf Windows-basierten Mobilgeräten geeignet. Mithilfe der Software können die Geräte unabhängig von der gewählten Technologie oder Sensorvariante auf die gleiche Weise in Betrieb genommen und verwaltet werden. Damit sind das Generieren und Visualisieren von 2-D-Daten und 3-D-Punktwolken mit nur wenigen Klicks möglich. Da der Sensor bereits im kalibrierten Zustand ausgeliefert wird, reduziert sich auch der Aufwand zur Programmierung und Integration des Geräts in die Anwendung um ein Vielfaches.

Highlights des SmartRunner Explorer 3-D

  • Individuell konfigurierbarer Rohdatensensor mit Stereo-Vision-Technologie oder Time-of-Flight-Technologie
  • Hochpräzise Messergebnisse, die sich in Form von 2-D-Bildern und 3-D-Punktwolkenbildern darstellen lassen
  • Hohe Chip-Auflösung für detailliertere 3-D-Daten
  • Robustes Aluminiumgehäuse (IP65) kompensiert Temperaturschwankungen
  • Programmierung kann wahlweise durch Anwender selbst oder durch Pepperl+Fuchs erfolgen; eine C API und eine .NET-API werden bereits mitgeliefert

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