Was ist ein visueller Sensor?
Visuelle Sensoren sind Sensoren, die im Allgemeinen Rauschkomponenten aus den von Videokameras aufgenommenen Bildsignalen entfernen und die Signale digitalisieren, bevor sie Merkmale wie Position, Größe, Form und Farbe des zu messenden Objekts extrahieren und als Objekt erkennen.
Ein Beispiel für den Einsatz von visuellen Sensoren ist die Sichtprüfung von Produkten und anderen Objekten.
In der Regel wird die Sichtprüfung von Produkten von erfahrenen Mitarbeitern durchgeführt, was jedoch eine äußerst schwierige Aufgabe ist, da die Arbeit unter Aufrechterhaltung der Konzentration über einen langen Zeitraum durchgeführt werden muss. Da es zu Beschwerden der Benutzer kommen kann, wenn das Produkt mit einer fehlerhaften Prüfung ausgeliefert wird.
Bei der visuellen Kontrolle des Aussehens von Produkten wird der visuelle Sensor eingesetzt, um Bilder des Produkts zu erfassen und sie mit den Daten normaler, zuvor vorbereiteter Produkte zu vergleichen, so dass in kurzer Zeit hochpräzise Inspektionen durchgeführt werden können.
Anwendungen von visuellen Sensoren
Visuelle Sensoren werden derzeit in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt.
In der Industrie werden sie in Systemen eingesetzt, um die Sichtprüfung zu ersetzen. Wie bereits erwähnt, werden sie bei der Sichtprüfung auf Kratzer und Defekte und bei der Anwesenheits-/Abwesenheitsprüfung zum Zählen von Mengen und zur Prüfung auf fehlende Teile eingesetzt.
In Kombination mit fortschrittlicher Bildanalysetechnik wurden auch Zeichenerkennung und dreidimensionale Messungen realisiert.
Sie werden auch eingesetzt, um Kratzer und Flecken auf der Oberfläche von Metall-, Holzmaserungs- und Harzprodukten, die äußere Form und Flecken von Lebensmitteln und Fremdkörpern sowie den Zustand von Bauteilbestückung und Lötfehlern auf Leiterplatten zu erkennen und um Fremdkörper und Kratzer auf Halbleitern zu überprüfen.
Funktionsweise der visuellen Sensoren
CCD-Sensoren und CMOS-Sensoren sind Elemente, die als Bildsensoren verwendet werden.
CCD-Sensoren verwenden Fotodioden, die Licht erkennen und in eine Spannung umwandeln können.
Fotodioden haben die Eigenschaft, Licht in eine Spannung umzuwandeln. Die umgewandelte Spannung wird verstärkt.
Sie wird gesammelt und als einzelne Bilddaten ausgegeben.
CMOS-Sensoren hingegen verwenden Fotodioden in ähnlicher Weise, doch werden die spannungsgewandelten Daten für jedes Pixel erfasst und nach Entfernung des Rauschens als einzelne Bilddaten ausgegeben.
Traditionell wurden CCD-Sensoren vor allem aus Leistungs- und Kostengründen verwendet, werden aber inzwischen aufgrund ihrer besseren Leistung durch CMOS-Sensoren ersetzt.
Die von einem CCD- oder CMOS-Sensor extrahierten Bilddaten werden in digitale Daten umgewandelt, die dann unter der Kontrolle eines Systemsteuerungscontrollers, z. B. eines ASIC, in speicherbare Daten umgewandelt und in den Speicher übertragen werden.
Im Allgemeinen werden die im Speicher abgelegten Bilddaten zur Verarbeitung von Bilddaten für verschiedene Zwecke und Anwendungen verwendet. So wird beispielsweise davon ausgegangen, dass Merkmale wie Bildgröße, Farbe und Form extrahiert und mit Referenzdaten für die visuelle Inspektion verglichen werden können.