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Wella Vision Solution 1 2 23. Mai 2002 Wella Vision Solution 3 Verständnis der Bildverarbeitung Unter dem Begriff Bildverarbeitung versteht man das

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23. Mai 200223. Mai 2002

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Verständnis der BildverarbeitungVerständnis der Bildverarbeitung

Unter dem Begriff Bildverarbeitung versteht man das aufnehmen eines Gegenstandes (mittels Kamera), der Verarbeitung (mittels intelligenter Hardware) und der Kontrolle (Vergleich mittels Referenzbild). Die Unterscheidungsfähigkeit zwischen beiden Bildern zeichnet ein Bilderkennungssystem aus.

A A A R

A A A

A A A

A G H T K D N A G D B E U D D J E S I W O D X M N S H A H

W U R H S H A H D J H E N W J Q H E D H A J H D K H D D K J W H S K A J H S D F

Unterscheidbarkeit Festlegung eindeutiger Merkmale

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Allgemeine BeschreibungAllgemeine Beschreibung

Ausgangslage:

Etikettiermaschine für hochwertige (friseurexklusive) Shampooflaschen mit manueller optischer Kontrolle des Etikettensitzes:

• Vorhandensein der Etiketten

• Korrekte Lage des Etikettes

• Korrektes Etikett

• Fehlerhafte Etiketten . (Blasen, Kratzen, Fehldruck, ...)

• 80 Flaschen / Minute

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Allgemeine BeschreibungAllgemeine Beschreibung

Projektziele:

Entwicklung eines datenbankgestützten Bilderkennungssystems :

• Personalentlastung

• Prüfgenauigkeit erhöhen

• Ausschussrate senken

• einfache Bedienung

• flexibles & erweiterbares System

• Datenbanken Anbindung

Produktnuancen mit 4 unterschiedlichen Farben und 70 verschiedenen Artikeln

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• Zielsetzung

• Planung

• Aufbau der Anlage

• Softwaredesign

• Regionen-Tool

• Lichtmesser-Tool

• Mustererkennungs-Tool

• Projektkosten

Struktur des ProjektesStruktur des Projektes

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ein gutes Konzept bildet die Grundlage

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Allgemeine Beschreibung (Video)Allgemeine Beschreibung (Video)

Film

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Aufbau des BilderkennungssystemsAufbau des Bilderkennungssystems

ZWECKFORM EtikettiermaschineWINDOWS NT 4.0Betriebssystem

UserinterfaceVerwaltung

PrüfapplikationSteuerung

Visual BasicOberfläche

CheckpointCP900

PC Pentium III 600MHz128 MB RAM32 MB Grafik9,3 GB HD_____________

Checkpoint CP900 Vision Board_____________

IO-Board(Eigenent-wicklung)

Kamera 1 Vorderseite

SPS in der Etikettiermaschine

Beleuchtung

Flasche

Kamera 2 Rückseite

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Aufbau des BilderkennungssystemsAufbau des Bilderkennungssystems

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Die Bilderkennungshardware

(Checkpoint CP900 Vision-Board)

5V-TTL-Pegel auf 24V-Pegel der SPS

Aufbau des BilderkennungssystemsAufbau des Bilderkennungssystems

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Bedienung der EtikettenprüfapplikationBedienung der Etikettenprüfapplikation

• Menü Datei

• Menü Auswertung

• Menü Hilfe

• Aktive Kameraansicht

• Produktbezeichnung

• Wertanzeige

• Messung starten/stoppen

• Meldungen löschen

• Grafikanzeige

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Prüfverfahren der BilderkennungPrüfverfahren der Bilderkennung

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Flaschenkörper finden:

Wenn alle 4 Kanten gefunden wurden, wird eine Mittellinie durch Mittelpunkte der gefundenen Kantenpunktpaaren gezogen.

• Das Bild ist um 90° verdreht (wegen der besseren Bildauflösung)

rechts entspricht hier der Oberseite der Flasche.

Flaschenkante rechts untenFlaschenkante rechts oben

Flaschenkante links oben Flaschenkante links unten

Mittellinie

Prüfverfahren der BilderkennungPrüfverfahren der Bilderkennung

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Flaschenboden/Ausrichtung finden:

• Wenn die mittlere Kante gefunden wurde, wird eine Linie senkrecht zur Mittellinie durch den mittleren Kantenpunkt gezogen.

• Die linke & rechte Kante dient dann der Rotationskontrolle

Flaschenboden rechts unten

Mittellinie

Flaschenboden links unten

Flaschenboden mitte

Mittelsenkrechte Flaschenmitte

Prüfverfahren der BilderkennungPrüfverfahren der Bilderkennung

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Prüfverfahren der BilderkennungPrüfverfahren der Bilderkennung

Ermittlung der Rotationsabstimmung

die Flaschen stehen leicht

verdreht auf dem Band.

Die Verdrehung der Flasche wird ermittelt

Ein Korrekturfaktor passt das Messbild an

Kameras

Produktionsrichtung

EtikettierungRückseite

Flaschen

EtikettierungVorderseite

Etike

tt

Korrekturfaktor

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Kanten-ToolKanten-Tool

BeschreibungBeschreibungvom Kanten-Toolvom Kanten-Tool

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Wie man das Kanten-Tool einstellt:

Kanten-ToolKanten-Tool

Größenänderungen

verdrehen (rotieren)

Bearbeite die Kante von ...

OK Cancel

Kanten-ToolSuch Richtung

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Wie man das Kanten-Tool einstellt:

Kanten-ToolKanten-Tool

19

Die Position der Kante muss so gewählt werden, dass das Kanten -Tool von dem hellen Hintergrund zur Flasche sucht.

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Wie funktioniert das Kanten-Tool:

Schritt 1: Projektion aller Pixel in eine ein-dimensionale Liste

Kanten-ToolKanten-Tool

Projektions- richtung

1- dimensionales Bild

Die Projektion verstärkt die Kanten in Richtung der Projektion indem die

Grauwerte in jeder Spalte gemittelt werden.

Kanten Such-Richtung

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•Wendepunkte deuten auf mögliche Kanten. Schnelle Kontraständerungen resultieren in hohen Scheitelpunkten.

Kanten-ToolKanten-Tool

Kanten-fenster

TeilProjektions-richtung

gefiltertes Bild

1-dimensionales Bild

Kan

tena

ussc

hlag

erste Kante zweite Kante

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Kanten-ToolKanten-ToolBeispiel:Suche nach Kantenpaaren nach Stärke und Position der Kanten über die Länge des Fensters.

GraubereichPlot

Gefilterter Projektions-Plot Minimale Kantenstärke

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Region-ToolRegion-Tool

BeschreibungBeschreibungRegion-ToolRegion-Tool

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Wie man das Region-Tool einstellt:

Region-ToolRegion-Tool

Größenänderung

verdrehen (rotieren)

Bearbeite die Region von ...

OK Cancel

Rundheit

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Lichtmesser-ToolLichtmesser-Tool

BeschreibungBeschreibungLichtmesser-ToolLichtmesser-Tool

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Wie man das Lichtmesser-Tool einstellt:

Lichtmesser-ToolLichtmesser-Tool

Lichtmesser

Region

Bearbeite den Lichtmesser ...

OK Cancel

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Lichtmesser-ToolLichtmesser-ToolWie funktioniert das Lichtmesser-Tool:

Das Lichtmesser-Tool erzeugt ein Histogram. (hier wird die Anzahl der jeweils gefundenen Grauwerte angezeigt)

Die einstellbare Toleranz erlaubt Grenzwerte festzulegen

Helle Region – Kein Etikett vorhanden

Dunkle Region – Etikett erkannt

schwarz grau weiß

Objekt Objektkanten Hintergrund

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PatMax-ToolPatMax-Tool

BeschreibungBeschreibungPatMax PatMax (Mustererkennung)(Mustererkennung)-Tool-Tool

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Wie funktioniert das PatMax-Tool:

• Unabhängig vom Pixelraster, da geometrisch• PatMax Model wird aus Bildmerkmalen generiert• PatMax Model wird sowohl aus Bildmerkmalen als auch deren räumlichen

Abhängigkeiten erstellt.

PatMax-ToolPatMax-Tool

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution

Merkmals Extraktion

Merkmals Extraktion

Gra

ub

ild-M

ust

er

Üb

ere

inst

imm

ung

Au

swe

rtu

ng

Graubild

Muster

Inspektions-Ergebnisse

PatMax-ToolPatMax-ToolWie funktioniert das PatMax-Tool:

30

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Das Projekt hat sich gelohnt

Wirtschaftlichkeitsrechnung

Hardware 24.225,00 € Arbeitszeit 250.000,00 €Installation 2.000,00 €Entwicklungsaufwand 6.500,00 €

Schulung 4.000,00 €

Wartung 300,00 € 3.000,00 €Support 1.800,00 €

Summe 38.825 € / 3 Jahre

Summe 253.000 € / 3 Jahre

Laufender Aufwand Dispositionsertrag

Reklamationskosten

Aufwand Ertrag

Einmaliger Aufwand Rationalisierungsertrag

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• Zielsetzung

• Planung

• Aufbau der Anlage

• Softwaredesign

• Regionen-Tool

• Lichtmesser-Tool

• Mustererkennungs-Tool

• Projektkosten

• Erfolgreiche Einführung

Was ist alles passiert:Was ist alles passiert:

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 33

Parallele Anschlussleiste Anschlussarten

Digitaler Eingang

Digitaler Ausgang

Digitaler Ausgang

galvanisch getrennt

Elektrischer Aufbau des BV-SystemsElektrischer Aufbau des BV-Systems

intern extern

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Elektrischer Aufbau des BV-SystemsElektrischer Aufbau des BV-Systems

Schaltplan der Ein- / Ausgangssignale

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Elektrischer Aufbau des BV-SystemsElektrischer Aufbau des BV-Systems

Schaltplan der Ein- / Ausgangssignale

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Elektrischer Aufbau des BV-SystemsElektrischer Aufbau des BV-Systems

Schaltplan der Ein- / Ausgangssignale

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 37

Elektrischer Aufbau des BV-SystemsElektrischer Aufbau des BV-Systems

Bestückungsdruck der Signal-Wandelplatine im PC

D-Sub15 Stecker

Signale von / zum Schaltschrank

Linie 26

D-Sub15 Buchse

Signale von / zum

COGNEX Vision-BoardD

sub

ou

tD

sub

in

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Koordinaten-SystemKoordinaten-System

Raw (Ur-) Koordinaten-System Physikalisches Koordinaten-System

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Symbole:

Akquisition-Tool

Tool Gruppe

Koordinaten-SystemKoordinaten-System

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Das Menü Datei enthält folgende Optionen:• Mit der Option [Daten sichern] werden alle Einstellungenvon den Registerkarten [Einrichten], [Flasche] und [System]von dem aktuellen Produkt gesichert.

•Mit der Option [Messtools sichern] werden die Werte aller Messtools der Registerkarte [Messtools] von demaktuellen Produkt gesichert.

• Mit der Option [Toleranzen sichern] werden alle Werte derRegisterkarte [Toleranz] des aktuellen Produktes gesichert.

• Mit der Option [Programm Beenden] wird ein weiteres Dialogfeld geöffnet.Dort kann gewählt werden wie man das Programm beendet.[Rechner abmelden] Programme für die Oberfläche undCheckpoint werden beendet, der Rechner meldet sich neu an. [Herunterfahren & abschalten] es erscheint noch eine Sicher-heitsabfrage danach werden die Programmefür die Oberfläche und Checkpoint beendet, der Rechner fährt herunter und schaltet sich selbständig ab (Monitor muss von Hand abgeschaltet werden, nicht vergessen !). Programm nicht beenden

(dieses Fenster schließen)

Bedienung der EtikettenprüfapplikationBedienung der Etikettenprüfapplikation

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 41

Bedienung der EtikettenprüfapplikationBedienung der Etikettenprüfapplikation

Das Menü Auswertung enthält folgende Optionen:• Mit der Option [Zähler jetzt sichern] kann man die aktuellen Zählerstände aller erfassten Flaschen und Verpackungen (gesamt, gut, schlecht, Versatz, Etikett fehlt, etc.) sichern. Die Zählerstände werden ebenso automatisch gesichert, wenn die Messung steht, wenn das Produkt gewechselt oder neu angelegt wird und wenn das Programm beendet wird.

• Mit der Option [Auswertung erzeugen] erscheint eine Eingabemaske. Dort gibt man folgende Daten ein:

– [Beginn] des Zeitraumes von der Auswertung

– [Ende] des Zeitraumes von der Auswertung

– [Dateiname] der Auswertung (hierzu muss eine Diskette in dem Laufwerk A: eingelegt sein). Der Laufwerksbuchstabe braucht nicht mit angegeben werden. Die Dateiendung muss .txt sein.

– Sind alle Daten richtig eingegeben worden, so wird der [starten] Button anwählbar (bei Eingabefehlern erscheint eine rote Meldung)

– Mit dem [schließen] Button verlässt man diese Eingabemaske.

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 42

Bedienung der EtikettenprüfapplikationBedienung der Etikettenprüfapplikation

Die Datumsangabe kann auf zweifache Art erfolgen:

• Entweder man klickt auf den kleinen Pfeil rechts neben dem jeweiligen Feld und es erscheint ein Datumsfeld und man wählt dort den Tag aus. Klickt man auf den Monat oder das Jahr, so kann man blättern. Die Uhrzeit kann im Kalender nicht ausgewählt werden.

• Oder man gibt jeweils einzeln Tag.Monat.Jahr Stunde:Minute ein.

Das Ende-Datum muss später als das Beginn-Datum sein.

Sind alle Eingaben richtig eingegeben und man startet so werden die Datenaufzeichnungen innerhalb des angegebenen Zeitraumes in einer Textdatei auf Diskette zusammengefasst. Nach Beendigung des Vorgangs erhält man eine Meldung über die Anzahl der Datensätze welche zusammengefasst worden sind.

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• Mit der Option [Grafik] wird ausgewählt ob man die Grafikanzeigen für das Vorder- und Rückenetikett anzeigen möchte oder nicht.

Grafikanzeige:

Die Positionen beziehen sich auf die angezeigten Werte. Rasterweite jeweils 1mm, gesamt 4mm. Der Ursprung bezieht sich auf das eingestellte Referenzbild.

Sind mehrere Merkmale eingestellt kann hier zwischen den jeweiligen Merkmalen umgeschaltet werden.

Toleranzbereich des jeweiligen Merkmals

X-Versatz (Verschiebung in horizontaler Richtung)

Y-Versatz (Verschiebung in vertikaler Richtung)

Das Kästchen ist der augenblickliche Wert (grün=Flasche o.k. , rot=Flasche fehlerhaft)

Der gelbe Kreis ist der statistische Mittelwert gebildet aus den letzten 10 Werten.

Bedienung der EtikettenprüfapplikationBedienung der Etikettenprüfapplikation

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 44

Messung starten/stoppen :

Ist ein aktuelles Produkt geladen, so startet und stoppt man die Messung mit diesem Button. Während der Messung ist dieser Button grün und folgende Funktionen sind nicht ausführbar:

• Das Menü Datei

• Das Menü Auswertung • alle anderen Registerkarten außer [Status]

Wird die Messung gestoppt so wird der Button rot und alle Funktionen sind wieder ausführbar.

Meldungen löschen :

Während der Messung kann die die Anzeige im Prüfinformationsfenster gelöscht werden.

Bedienung der EtikettenprüfapplikationBedienung der Etikettenprüfapplikation

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 45

Registerkarte [Einrichten] :

Es kann immer nur eine Kamera zur Anzeige ausgewählt werden (auch während der Messung).

Je nach gewählter Prüfung sind die jeweiligen Kameras anwählbar.

Hier wird ausgewählt welche (wie viele) Merkmale auf jeder Seite geprüft werden sollen (Merkmale die hier ausgewählt wurden, sind auf der Registerkarte [Status] bei der Grafikanzeige anwählbar). Die [Z-Achsen Rotationsabstimmung] ist in der Lage eine Verdrehung der Flasche auf dem Band zu erkennen und diese bei der Messung herauszurechnen.

Bedienung der EtikettenprüfapplikationBedienung der Etikettenprüfapplikation

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 46

Die Produktauswahl geschieht mit einer Datenbank. Nach dem Starten der Oberfläche wird immer das zuletzt geladene Produkt gestartet. Bei Produkt- wechsel gibt man zur Vereinfachung die ersten Ziffern der Artikelnummer ein und es erscheinen in der Aus- wahl die passenden Artikel. Nun kann man den gewünschten Artikel auswählen. Ein nicht mehr verwendetes Produkt kann man löschen. Dann erscheint folgende Meldung:

Ist ein Produkt in der Datenbank nicht vorhanden, so muss es neu angelegt werden. Wird ein neues Produkt eingegeben, so beziehen sich alle Einstellungen (auch die Messtools) auf das zuvor eingestellte Produkt (dies macht alle weiteren Einstellungen des neuen Produktes wesentlich einfacher). Erst wenn alle neuen Daten eingeben sind, kann man sie übernehmen (Artikelnummern können nicht doppelt vergeben werden).

Bedienung der EtikettenprüfapplikationBedienung der Etikettenprüfapplikation

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 47

Bedienung der EtikettenprüfapplikationBedienung der Etikettenprüfapplikation

Position Merkmal hinten

dy+

dx- Tol #1 dx+

rot- rot+ dy-

Registerkarte [Toleranz] :

Positionen Merkmale vorne

dy+

dx- Tol#2 dx+

dy-

dy+ dx- Tol #1 dx+

rot- rot+ dy-

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 48

Registerkarte [Messtools] :

Bedienung der EtikettenprüfapplikationBedienung der Etikettenprüfapplikation

Ist ein Tool ausgewählt erscheint ein Dialogfeld.

Je nach Tool werden Plot, Histogram oder Modell angezeigt

Das ausgewählte Tool wird bearbeitet

Ein neues Bild wird aufgenommen

Ein neues Referenzbild wird aufgenommen (Achtung! Das alte Referenzbild wird überschrieben und ist somit nicht mehr gültig !)

Alle Tools werden auf Funktion (Status: Pass) hin überprüft (Meldung Flasche vorne/hinten o.k.)

Sind alle Tools o.k. kann die aktuelle Flaschenseite kalibriert werden (Meldung Kalibrierung vorne/hinten o.k.)

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 49

Kanten-ToolKanten-ToolDie Kanten-Tool Parameter

• Minimale Kantenstärke

• Filtergröße

• Akzeptierter Schwellwert

• Kantensortierung - keine - Nächste zur Fenstermitte - Erste gefundene - Kantenstärke

• Kantentyp - beliebig - Hell -> Dunkel - Dunkel -> Hell

• Kantenplot ein-/ausblenden

• Tool Ergebnis

• Ergebniswert

• gefundene Kantenstärke

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 50

Plot ein-/ausblenden :

für die jeweils ange-wählte Kante wird hier der dazugehörige Kanten-plot angezeigt.

Gefilterte Kante Schwellwertbereich Grauwertverlauf

Kanten-ToolKanten-Tool

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 51

Kanten-ToolKanten-Tool

Kanten Filtergröße = 1mehrfache Scheitel wegen Rauschen.

Kanten Filtergröße = 4Rauschen geglättet Zwei übrig gebliebene Scheitel sind die Kanten.

Graubereich Plot

Graubereich PlotKanten-Plot Filtergröße = 4

Kanten-Plot Filtergröße = 1

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 52

Kanten-ToolKanten-ToolWie funktioniert das Kanten-Tool:Schritt 3: Die Kanten werden bewertet und erhalten einen Ergebniswert:

• Alle Kanten, die unterhalb der minimalen Kantenstärke liegen, werden eliminiert.

• Ein Ergebniswert wird für alle Kanten erzeugt, indem die gesetzten Parameter genutzt werden.

• Kanten, dessen Ergebniswert unterhalb des Schwellwertes liegen, sind nicht gültig.

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 53

Region-ToolRegion-ToolDie Region-Tool Parameter:

• Mittelpunkt X-Position

• Mittelpunkt Y-Position

• Breite vom Mittelpunkt

• Höhe vom Mittelpunkt

• Tool Ergebnis

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 54

Region-ToolRegion-ToolWie funktioniert das Region-Tool:

Man zieht die Region über das entsprechende Etikett (Merkmal). Bei der Vorder- und Rückseite der Flasche wird das Region-Tool für die Bereichsfestlegung des Licht-Messer-Tools verwendet und für den Bildbereich des Fehlerbildes.

Parameter Definition

Position X Mittelpunkt X-Koordinate

Position Y Mittelpunkt Y-Koordinate

Breite Radius in X-Richtung

Höhe Radius in Y-Richtung

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 55

Lichtmesser-ToolLichtmesser-ToolDie Lichtmesser-Tool Parameter:

• Mittelwert

• Mittelwert Toleranz +/-

• Standartabweichung

• Standart Toleranz +/-

• Tool Ergebnis

• Histogram ein-/ausblenden

• gefundene Standartabweichung

• gefundener Mittelwert

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Histogram ein/aus :

für den jeweiligen Lichtmesser wird hier die Grauwertverteilung innerhalb der zuge-hörigen Region darge-stellt.

Hier kann das Fenster geschlossen werden.

Man kann zwischen linearem und logarith-mischem Plot wählen.

Lichtmesser-ToolLichtmesser-Tool

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 57

PatMax-ToolPatMax-ToolDie PatMax-Tool Parameter (Vorder- und Rückseite):

• Akzeptierter Schwellwert

• Elastizität

• Rotation +/- (Verdrehung)

• Skalierung +/- (Objekt größer/kleiner)

• Tool Ergebnis

• trainiertes Modell anzeigen

• gefundene Werte

• Ergebniswert

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Wie man das PatMax-Tool einstellt (Vorder- und Rückseite):

Layout Modus:• Äußerer Rahmen ist der Suchbereich (dort wird nach dem trainierten Muster gesucht)

• Innerer Rahmen ist das Modell Fenster und enthält die Informationen die wiedergefunden werden sollen (trainierte Muster)

• Muster Ursprung - Punkt, auf diesen Punkt bezieht sich dann die Maßangabe (er sollte sich daher innerhalb des Musters befinden)

PatMax-ToolPatMax-Tool

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Modell anzeigen :

für das jeweils ange-wählte Merkmal wird das Coarse(grob) Modell und Fine(fein) Modell vom PatMax angezeigt.

Hier wird das jeweilige Fenster geschlossen.

PatMax-ToolPatMax-Tool

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 60

Merkmalsextraktion- Randpunkte• Ein Merkmal wird beschrieben

durch eine Liste zusammen-hängender Randpunkte.

• Ein Randpunkt ist definiert durch seine Position, Winkel und seinen Verbindungen zu seinem rechten und linken Nachbarn.

PatMax-ToolPatMax-ToolWie funktioniert das PatMax-Tool:

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 61

PatMax Eigenschaften:

• Unabhängigkeit vom Pixelraster, erlaubt das Auffinden von Mustern, in welchen folgende Änderungen stattfinden können:

– Skalierung

– Rotation– Translation (Übersetzung)

– Signifikante Änderungen in der allgemeinen Erscheinung

• Merkmals basierende Darstellung erhöht die Genauigkeit

– Bis zu 10 x besser als existierende Grauwert-Korrelationen

– Genauigkeit bleibt erhalten trotz Änderung von Skalierung und Rotation

– Sehr hohe Genauigkeit der Rotation und Skalierung

PatMax-ToolPatMax-Tool

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 62

PatMax PatQuick

Geschwindig-keit

Langsamer als PatQuickalleine

Schneller als PatMax

Genauigkeit Geuaueste Resultate –bis zu 1/40 eines Pixels

Ungenauer – bis zu1/10 eines Pixels

Prüf Typen Gut geeignet für 2D Teile Besser für 3D oderTeilen mit geringervisueller Qualität

Mekrmals-Erkennung

Kleinere Details könnenmit Feineinstellunggefunden werden

Unterstützt nur grobeSucheinstellung

PatInspect Kann als Input fürPatInspect verwendetwerden

Kann nicht mitPatInspect verwendetwerden

PatMax-ToolPatMax-ToolPatMax Gegenüberstellung:

Wir verwenden aus Zeitgründen das PatQuick (Teilverfahren des PatMax Algorithmus)

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 63

0

50

100

150

0 90 180 270 360

Winkel Bereich

Su

ch Z

eit

in(m

s)

Zeit hauptsächlich zur Merkmalsextraktion

PatMax-ToolPatMax-ToolEffekt der Muster Rotation:

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 64

0

100

200

300

0 0.25 0.5 0.75 1

Accept Threshold

Ze

it in

(m

s)Schwellwert fällt ins Rauschen

PatMax-ToolPatMax-ToolEffekt des akzeptierter Schwellwert:

Akzeptierter Schwellwert * 1000

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 65

Lichtmesser-ToolLichtmesser-ToolWie funktioniert das Lichtmesser-Tool:

Die Standartabweichung zeigt die unterschiedliche Grauwertverteilung innerhalb der Region an.

Ein niedriger Wert gibt an, dass nur ähnliche oder gleiche Grauwerte in der Region vorhanden sind bzw. gesucht werden sollen (gleichmäßige Region = Flasche ohne Etikett).

Ein hoher Wert gibt an, dass überwiegend stark verschiedene Grauwerte in der Region vorhanden sind bzw. gesucht werden sollen (ungleichmäßige Region = Flasche mit Etikett).

Mit der StdTol +/- (Toleranzbereich der Standartabweichung) legt man wie weit sich die Standartabweichung ändern darf, um gültig zu sein.

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 66

Flasche kalibrieren:

• Kantenwerkzeug wird verwendet um das Maß für die Flaschenhöhe zu bestimmen.

• Der Flaschenboden ist durch die vorangegangene Messung bereits bestimmt.

Kante Flaschenhals oben

Mittellinie

Prüfverfahren der BilderkennungPrüfverfahren der Bilderkennung

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 67

Region + Lichtmesser

Etikett

PatMax Suchmodell

PatMax SuchfensterPatMax Applikationspunkt

Etikett(en) prüfen/finden:

• Region auf das Etikett setzen um zu erkennen, ob das Etikett vorhanden oder nicht platziert ist.

• PatMax Suchmodell um das gesuchte Merkmal platzieren.

• Applikationspunkt in die Mitte des Merkmals setzen.

• PatMax Suchfenster dort platzieren, wo das Merkmal erwartet wird.

Prüfverfahren der BilderkennungPrüfverfahren der Bilderkennung

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 68

Wie funktioniert das PatMax-Tool: • Ein Merkmal ist eine fortlaufender Rand zwischen Bereichen von

verschiedenen Pixels.

• Jeder Bereich kann eine unterschiedliche Intensität, Kontrast oder Textur haben.

• Ein Merkmal kann geöffnet oder geschlossen sein.

PatMax-ToolPatMax-Tool

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 69

Kanten-ToolKanten-Tool

gefiltertes Bild

1-dimensionales Bild

Kantenfilter

Wie funktioniert das Kanten-Tool:

Schritt 2: Ein Kanten Filter wird auf die 1-dimensionale Liste angewandt.

1 1

Berechnung: Summe (rechter Felder) - Summe (linker Felder) = gefiltertes Ergebnis.

(die Gewichtung bleibt fix auf 1)

Filtergröße Filtergröße Filtergröße Filtergröße

Gewichtung Gewichtung

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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 70

Elektrischer Aufbau des SystemsElektrischer Aufbau des Systems

Vision-Board Checkpoint 900 Kamera Breakout-Box

wird nicht benutzt

Kameratyp Sony XC55

Video Format RS170

Video Auflösung 640 x 480 Pixel

Simultane Aufnahmemit verschiedenenTriggersignalen

1 - 4 Kamerasanschließbar