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Wella Vision SolutionWella Vision Solution 1
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 2
23. Mai 200223. Mai 2002
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 3
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 4
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 5
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 6
• Zielsetzung
• Planung
• Aufbau der Anlage
• Softwaredesign
• Regionen-Tool
• Lichtmesser-Tool
• Mustererkennungs-Tool
• Projektkosten
Struktur des ProjektesStruktur des Projektes
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 7
ein gutes Konzept bildet die Grundlage
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 8
Allgemeine Beschreibung (Video)Allgemeine Beschreibung (Video)
Film
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 9
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 10
Aufbau des BilderkennungssystemsAufbau des Bilderkennungssystems
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 11
Die Bilderkennungshardware
(Checkpoint CP900 Vision-Board)
5V-TTL-Pegel auf 24V-Pegel der SPS
Aufbau des BilderkennungssystemsAufbau des Bilderkennungssystems
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 12
Bedienung der EtikettenprüfapplikationBedienung der Etikettenprüfapplikation
• Menü Datei
• Menü Auswertung
• Menü Hilfe
• Aktive Kameraansicht
• Produktbezeichnung
• Wertanzeige
• Messung starten/stoppen
• Meldungen löschen
• Grafikanzeige
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 13
Prüfverfahren der BilderkennungPrüfverfahren der Bilderkennung
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 14
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 15
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 16
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 17
Kanten-ToolKanten-Tool
BeschreibungBeschreibungvom Kanten-Toolvom Kanten-Tool
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 18
Wie man das Kanten-Tool einstellt:
Kanten-ToolKanten-Tool
Größenänderungen
verdrehen (rotieren)
Bearbeite die Kante von ...
OK Cancel
Kanten-ToolSuch Richtung
Wella Vision SolutionWella Vision Solution
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.
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 20
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 21
•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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 22
Kanten-ToolKanten-ToolBeispiel:Suche nach Kantenpaaren nach Stärke und Position der Kanten über die Länge des Fensters.
GraubereichPlot
Gefilterter Projektions-Plot Minimale Kantenstärke
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 23
Region-ToolRegion-Tool
BeschreibungBeschreibungRegion-ToolRegion-Tool
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 24
Wie man das Region-Tool einstellt:
Region-ToolRegion-Tool
Größenänderung
verdrehen (rotieren)
Bearbeite die Region von ...
OK Cancel
Rundheit
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 25
Lichtmesser-ToolLichtmesser-Tool
BeschreibungBeschreibungLichtmesser-ToolLichtmesser-Tool
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 26
Wie man das Lichtmesser-Tool einstellt:
Lichtmesser-ToolLichtmesser-Tool
Lichtmesser
Region
Bearbeite den Lichtmesser ...
OK Cancel
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 27
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 28
PatMax-ToolPatMax-Tool
BeschreibungBeschreibungPatMax PatMax (Mustererkennung)(Mustererkennung)-Tool-Tool
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 29
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
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 31
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 32
• Zielsetzung
• Planung
• Aufbau der Anlage
• Softwaredesign
• Regionen-Tool
• Lichtmesser-Tool
• Mustererkennungs-Tool
• Projektkosten
• Erfolgreiche Einführung
Was ist alles passiert:Was ist alles passiert:
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 34
Elektrischer Aufbau des BV-SystemsElektrischer Aufbau des BV-Systems
Schaltplan der Ein- / Ausgangssignale
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 35
Elektrischer Aufbau des BV-SystemsElektrischer Aufbau des BV-Systems
Schaltplan der Ein- / Ausgangssignale
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 36
Elektrischer Aufbau des BV-SystemsElektrischer Aufbau des BV-Systems
Schaltplan der Ein- / Ausgangssignale
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 38
Koordinaten-SystemKoordinaten-System
Raw (Ur-) Koordinaten-System Physikalisches Koordinaten-System
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 39
Symbole:
Akquisition-Tool
Tool Gruppe
Koordinaten-SystemKoordinaten-System
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 40
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
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.
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.
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 43
• 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
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
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
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
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-
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.)
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
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
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
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.
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
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
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 56
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
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
Wella Vision SolutionWella Vision Solution
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
58
Wella Vision SolutionWella Vision Solution 59
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
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:
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
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)
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:
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
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.
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
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
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
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
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