Roboter lernt sehen

Artikel vom 27. Juni 2014 

3-D-Kamera für Orientierung im Raum

Ist genügend Schokolade auf jedem Keks? Wo liegen die Teile auf dem Band? Sind alle Wasserflaschen ausreichend gefüllt? Sind alle Barcodes und Datamatrixcodes richtig aufgebracht und gelesen worden? „In einer automatisierten Fertigung müssen viele Vorgänge überwacht und geprüft werden. Eine einfache Qualitätsüberwachung übernehmen oft 2-D-Kameras mit digitaler Technik. Mit ihrem zweidimensionalen Erkennungssystem können sie z.B. Umrisse von Objekten wahrnehmen. Eine Software vergleicht diese mit einer Vorlage - so werden Abweichungen sofort erkannt“, sagt Thorsten Wanner, Product Manager Electric Automation Functions.

3-D-Kamera für Orientierung im Raum

Soll ein Objekt dreidimensional erfasst und seine Lage und Position im Raum erkannt werden, müssen zu dem Objekt auch Abstandsinformationen bereit gestellt werden. Dies kann ein 3-D-Bilderfassungs- und verarbeitungssystem leisten. Besonders wichtig ist diese Eigenschaft,  wenn technische Assistenzsysteme wie Roboterarme den Menschen bei der Arbeit unterstützen sollen. Der Bionische Handling Assistent von Festo ist ein solches Assistenzsystem. Mit Hilfe eines 3-D- Bilderfassungs- und verarbeitungssystems könnte er seine Umgebung erkennen und  interpretieren.

Die Technik, die sich hinter dem dreidimensionalen Sehen einer 3-D-Kamera verbirgt, wurde dem visuellen System von Lebewesen abgeschaut. Zwei Kamerasysteme werden in einem bestimmten Abstand zueinander installiert und erfassen zwei Bilder. Eine Software errechnet aus den beiden Einzelbildern sowie ihrem Versatz zueinander ein dreidimensionales Bild, aus dem Lage und Position von Objekten bestimmt werden können

Bionischer Handling Assistent lernt dreidimensional zu sehen

Forscher von Festo arbeiten jetzt im Rahmen des Verbundprojektes INSERO3D an einer miniaturisierten 3-D-Kamera, mit deren Hilfe sich der Bionische Handling Assistent künftig  im Raum orientieren können soll. Der Bionische Handling Assistent könnte dadurch z.B. Hindernissen ausweichen oder gefahrlos mit dem Menschen interagieren.

Die Herausforderung beim Projekt INSERO3D liegt darin, eine sehr kleine und leichte 3-D-Kamera zu entwickeln, da der Bionische Handling Assistent insgesamt sehr leicht gebaut ist. „Gängige 3-D-Kamerasysteme sind für die Anwendung im Bionischen Handling Assistent zu groß.  Das Ziel von Festo ist ein leichtes System etwa von der Größe eines Tennisballs, das wir problemlos an das vordere Ende des Bionischen Handling Assistenten montieren können“, sagt Daniel Kersten, Projektleiter INSERO3D. Festo arbeitet im Projekt mit dem Institut für Mikroelektronik Stuttgart sowie der 2E Mechatronics GmbH & Co. KG und der Pilz GmbH & Co. KG zusammen.

Die miniaturisierte 3-D-Kamera soll die Positionierung von Servicerobotern im Raum unterstützen und neue Anwendungen in der Mensch-Technik-Interaktion erschließen. Ein erster Prototyp soll bis Mitte 2015 fertiggestellt sein und getestet werden.