Große Sensoren, wechselnde Arbeitsabstände

Die Kombination aus hoher Auflösung und großen Pixeln führt zu entsprechend großen Sensorformaten. So hat ein Gpixel GMAX3265 eine aktive Fläche von ungefähr 30 mm x 22 mm. Das erinnert schon fast an das durch die Analogfotografie geprägte Kleinbildformat von 36 mm x 24 mm, also Vollformat.

Bei zahlreichen Applikationen ändert sich der Arbeitsabstand. Verlässt das Objekt den Schärfetiefenbereich, muss neu fokussiert werden. Für große Sensoren ist die Objektivauswahl mit integrierter elektrischer Fokussierung im Bereich der industriellen Bildverarbeitung allerdings rar.

Die häufig in der Logistik eingesetzten Liquid Lens Objektive sind für diese Sensoren zu klein und unterstützen auch nicht die sehr hohen Auflösungen.

Canon RF-Objektive: Focus by wire

Canon bietet seine RF-Objektive für den Vollformat Einsatz an. Diese sind hochwertig, präzise und setzen Einstellungen blitzschnell um. Die weltweite Verfügbarkeit ist ideal für heute übliche global verteilte Projekte. Mit der Generation „RF“ ist die Verbindung zwischen Objektiv-Einstellring und im Objektiv integrierten Aktor zur Linsenverstellung rein elektrisch umgesetzt – unter Einbeziehung der Kamera, die dann „Focus by wire“ steuert.

Die Kamera steuert die RF-Objektive direkt an. Das heißt, sie spricht die «Sprache» des Objektives. Wird am Einstellring des RF-Objektives der Fokus verändert, steuert sie in Folge das Objektiv «by wire» auf die neue Fokusposition. Gleichzeitig ist die Kamera auch «Dolmetscher» und setzt ihre nach Machine Vision Standard (GenICam) empfangenen «OOCI»-Objektivkommandos passend auf das Objektiv um, so dass sich Objektive fernsteuern lassen. OOCI ist eine bereits bestehende Erweiterung des GenICam-Standards um Kommandos zur generischen Ansteuerung von Objektiven direkt durch die Kamera.

Der Vorteil liegt in der weiterhin einheitlichen, standardisierten Schnittstelle der Kamera und damit einer nahtlosen Einbindung in GenICam-Software.

Damit ist größtmögliche Kompatibilität gewährleistet. Fremdsoftware, die typisch GenICam unterstützt, kann somit Kamera und Objektiv ohne extra API steuern.

Anwendungsbeispiele

Das kontinuierlich gewachsene Canon RF-Portfolio mit seiner umfassenden Auswahl an Objektiven ermöglicht eine optimale Anpassung an die jeweilige Applikation und unterstützt dabei auch Funktionen wie die elektrische Fokussierung auf unterschiedliche Arbeitsabstände.

Solche Anforderungen sind typisch für die Verpackungsaggregation. Hier werden einzelne Produkte wie Blister oder Faltschachteln zu übergeordneten Verpackungseinheiten zusammengeführt und eindeutig zugeordnet. Die sichere Erkennung vieler kleiner Barcodes und Texte auf großer Fläche bedingt eine hohe Kameraauflösung, gute Bildqualität und natürlich eine anspruchsvolle Optik wie die der Canon RF-Objektive. Die Verstellung per Kommando auf verschiedene Beladehöhen dient nicht nur der Automatisierung, sondern erleichtert zudem die Protokollierbarkeit aller Änderungen und damit die regelkonforme Dokumentation gemäß gesetzlicher Vorgaben im Bereich Pharmazie.

Auch in der Automobilproduktion, in der Bauteile an Fahrzeugkarosserien mit variierenden Höhen und Positionen inspiziert werden müssen, bietet die Lösung klare Vorteile. Die softwarebasierte Fernsteuerung von Fokus und Blende ermöglicht eine schnelle Anpassung an wechselnde Arbeitsabstände – ohne mechanische Umrüstung oder Objektivwechsel.

Darüber hinaus eignet sich das System für Anwendungen im Sportbereich. Hochauflösende Kameras erfassen Bewegungsabläufe, Reaktionszeiten und Spielsituationen in Echtzeit. Die präzisen Bilddaten erlauben eine detaillierte Analyse von Laufwegen, Körperhaltungen und Aktionen einzelner Spieler – auch bei dynamischen Bewegungen und wechselnden Distanzen – und liefern stabile, reproduzierbare Ergebnisse über längere Zeiträume hinweg.

Autor: Michael Steinicke, Product Manager Vision Technologies, Baumer Optronic GmbH