Start des praxisnahen Tutorials!
Mit diesem Tutorial wollen wir Ihnen die industrielle Bildverarbeitung bzw. optische Qualitätskontrolle so praxisnah und einfach, wie es nur möglich ist, näherbringen.
Warum dieses Tutorial zur industriellen Bildverarbeitung?
Weil wir in unserer tagtäglichen Arbeit immer wieder feststellen müssen, dass viele entweder gar nicht Bescheid wissen oder falsche Vorstellungen davon besitzen, was eigentlich industrielle Bildverarbeitung bedeutet oder wie und wo sie zum Vorteil des Kunden genutzt werden kann. Weil es auf dem Buchmarkt und dem Internet viele Fachbücher- und Fachartikel gibt, diese aber einem „Anfänger“ oder noch nicht mit dem Thema Vertrauten nur ein Gähnen oder die Schweißperlen auf die Stirn treibt. Ein Gähnen weil langweilig und für den Leser nicht nachvollziehbar. Schweißperlen weil gewisse mathematische und technische Voraussetzungen erfüllt sein müssen. „Zu hoch für mich kapiere ich nie“. Nicht falsch verstehen und ich will auch niemandem auf die Füße treten. Es gibt hervorragende Bücher und Tutorials zur industriellen Bildverarbeitung. Aber viele haben eines gemeinsam. Sie sind sehr theoretisch verfasst und haben zu vielen Bereichen keinen oder nur wenig Praxisbezug. Dem wollen wir Abhilfe schaffen, indem wir uns auf ein ganz neues Terrain begeben. Ich bzw. wir werden zu Authoren und wollen dabei die vielen Bücher und Dokumente die es dazu gibt nicht ersetzen, sondern ergänzen. Ich will Euch zu Anwendern machen, die wissen welche Hardware, Software und Tools benötigt werden um ein Bildverarbeitungssytem aufzubauen, zu betreuen und Fehler zu beheben. Ich gehe dabei ständig davon aus, dass Euch die Funktionsweise eines Software-Algorithmus, also die Mathematik dahinter, nicht interessiert. Ihr wollt wissen, was die Funktionen können, wo und wann ein Einsatz Sinn macht und wie ich die Logik aufbaue um mein Problem und die Aufgabe zu lösen.
Wie wird das Tutorial aufgebaut sein?
Schrittweise werdet Ihr in Themengebiete der optischen Qualitätskontrolle eingeführt. Praxisnah und hoffentlich für jeden verständlich! Es wird alles so ausführlich wie möglich oder nötig erklärt, ohne den Praxibezug zu verlieren oder mit unverständlicher Sprache zu verwirren. Woche für Woche werde ich euer Wissen ausbauen. Der Bediener, Instandhalter, Monteur oder was auch immer, soll Fehler beheben und optimieren können und wir wollen ihn in die Lage versetzen, dass industrielle Bildverarbeitungssystem zu betreuen. Ein Student wird seinen aus der Vorlesung erlernten Stoff mit Hilfe dieses Tutorials hoffentlich der Praxis zuordnen können. Alle sollen den gleichen Gefallen an der industriellen Bildverarbeitung finden, wie wir. Und wer weiß, der Eine oder Andere entwickelt vielleicht die gleiche Liebe zu dem Thema wie wir es täglich tun. Alle Themen und Kapitel wird es, sobald ein Thema abgeschlossen ist, als PDF Download auf unserer Homepage geben. Einmal als einzelne PDF zu jedem Kapitel und als gesamte PDF mit allen bis dahin veröffentlichten Kapitel. Alles kostenfrei. Ihr dürft es verwenden und vervielfältigen wie Ihr wollt, mit einer Ausnahme, nichts aus dem Tutorial darf in irgendeiner Form zu Geschäftszwecken verwendet werden. Jede Art von Verdienst und geldwertem Vorteil ist untersagt. Jede Weiterverwendung muss unentgeldlich erfolgen. Bei öffentlichen Präsentationen, Vorträgen o.ä. muss die Verwendung von beliebigen Bildmaterial oder Text aus dem Tutorial eine Quellenangabe zu uns enthalten.
Was wird das Tutorial beinhalten?
Die leichtere Frage ist was nicht? Die Themengebiete der Bildverarbeitung sind manigfaltig und werden ständig mehr. Allein das Thema Deep Learning und künstliche Intelligenzen hat in den letzten 2 Jahren ein riesiges Potential eröffnet. KI, KI, KI ist in allen Medien und allen Gebieten ein großes Schlagwort. Ein Hype der uns mit Sicherheit nicht mehr verlassen wird. Auch wir werden die künstliche Intelligenz zu gegebenem Zeitpunkt besprechen, bis dahin müssen aber erst einmal einige Hausaufgaben gemacht werden. Wir wollen ja nicht auf Sand bauen. Im Großen und Ganzen werden die Themengebiete in folgender Reihenfolge abgearbeitet und publiziert. Jedes Hauptkapitel kann dabei mehrer Unterkapitel enthalten.
- Definition der industriellen Bildverarbeitung – Was ist denn nun industrielle Bildverarbeitung?
- Aufbau eines Bildverarbeitungssystems. Typische Hardwarebestandteile und Ihre Funktion
- Von der Planung eines Bildverarbeitungssystems zur praktischen Umsetzung
- Bildverarbeitungssoftware und Programmierung. Ohne geht es nicht
- Kameratypen, Bilder, Bildaufnahme und Verfahren
- Prüfverfahren- und Möglichkeiten (Anwesenheit, Vermessung, Position, Oberfläche, Muster, Farbe und vieles mehr)
- Automatische Prüfung
- Datenaustausch mit Steuerung und anderen Systemen
- Künstliche Intelligenz und Deep Learning Verfahren
- Künstliche Intelligenz für alles?
- ……….
1. Definition der industriellen Bildverarbeitung - Was ist denn nun industrielle Bildverarbeitung?
Da sind wir nun bei unserem ersten Kapitel und gleich eine so wichtige Frage. Was ist den nun industrielle Bildverarbeitung? Wie lautet die Definition? Bevor wir uns die Sache näher anschauen möchte ich ein paar allgemeine Dinge loswerden. Erstens wird das Tutorial, wie bereits erwähnt, sobald ein Kapitel abgeschlossen ist, als PDF Download auf unserer Homepage verfügbar sein. Zweitens werde ich, bei direkter Ansprache, dass „Du“ verwenden. Ich muss mir weniger Gedanken machen und es fällt mir wesentlich leichter die Sätze zu formulieren. Wem das nicht passt, der kann ja innerlich das „Du“ gegen ein „Sie“ austauschen :-). Und drittens werde ich an manchen Stellen bzw. des öfteren, einen lockeren Schreibstil verwenden. Nichts ist langweiliger als perfekt fomulierte Sätze die einen sofort ins Koma versetzen :-). Ich hoffe ihr kommt alle damit klar.
So jetzt aber. Was ist denn nun industrielle Bildverarbeitung oder wie lautet die Definition?
Bleiben wir einfach, so soll das Tutorial ja aufgebaut sein. Industrielle Bildverarbeitung oder optische Qualitätskontrolle ist einfach ausgedrückt „der Gewinn relevanter Informationen aus Bildern“. Welche Informationen relevant und welche Informationen nicht relevant sind bestimmt dabei die Aufgabe (des Kunden) und der Programmierer bei der Umsetzung des Lösung. Zu einfach? Im Prinzip ist es aber so einfach. Es werden schlichtweg die relevanten Informationen im Bild ausgewertet. Sind die Informationen so wie sie benötigt werden z.B. das Maß des Bauteils ist in Ordnung, die Oberfläche hat keine Kratzer, die Farbe passt, alles ist richtig montiert uvm. dann hat die Bewertung ein IO (Teil in Ordnung) oder im negativen Fall ein NIO (Teil nicht in Ordnung) ergeben. Dieses Ergebnis wird dann, in nahezu allen Fällen, an eine übergeordnete Steuerung (System) ausgegeben und das Bauteil darf seinen weiteren Weg gehen oder es kommt in die Nacharbeit, wird ausgeschleust oder was eben damit passieren soll. Wie das geschieht, dazu erfahren wir in den nachfolgenden Kapiteln mehr. Eine etwas klassischere Formulierung die dennoch lesbar bleibt könnte auch folgendermaßen lauten.
Industrielle Bildverarbeitung ist eine fortschrittliche Technologie, die in der automatisierten Produktion eingesetzt wird, um Qualitätskontrollen von Bauteilen (Produkten) durchzuführen und Fehler zu erkennen. Sie basiert auf der Verwendung von Kameras, LED Beleuchtungen und sonstiger Hardware, sowie einer speziellen Bildverarbeitungssoftware, um Bilder von Produkten oder Komponenten zu erfassen, zu analysieren und zu bewerten. Die Grundlagen der industriellen Bildverarbeitung sind relativ einfach zu verstehen. Zunächst wird eine Kamera installiert, die zu definierten Zeitpunkten Bilder von den zu überprüfenden Objekten aufnimmt. Diese Bilder werden dann an einen Computer oder eine spezielle Bildverarbeitungseinheit gesendet, die mit entsprechender Bildverarbeitungssoftware ausgestattet ist. Die Software analysiert die Bilder und sucht nach bestimmten Merkmalen oder Defekten, die auf Fehler oder Qualitätsprobleme hinweisen könnten.
Das wars heute von mir. Wir sind mit dem Einstieg noch lange nicht fertig. Demnächst mehr dazu. Und eines gleich vorweg. Das war viel Text oder salopp formuliert „Gelaber“. In Zukunft unterstützen wir das mit Bildern und Grafiken, nur so bleibt es interessant. Macht euch bereit oder wie der Ringrichter vor dem Kampf sagt „let’s get ready to rumble“.
