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THE IMAGING & VISION HANDBOOK 2016/2017

The new edition of STEMMER IMAGING’s vision handbook covers numerous basic topics from all areas of imaging and machine vision on around 450 pages. This preview version (English / German) gives you a first impression of this highly praised reference guide. To get the full version please register by entering your e-mail address.
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2 years ago

Handbuch der Bildverarbeitung 2016 / 2017 - Preview

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Rund 450 Seiten geballtes Bildverarbeitungswissen finden Sie in der Neuauflage 2016/2017 des Handbuchs der Bildverarbeitung von STEMMER IMAGING – ein mittlerweile beliebtes Nachschlagewerk für technische Grundlagen aus allen Bereichen der Bildverarbeitung. In dieser Vorschau-Version geben wir Ihnen auf einigen Beispielseiten einen kleinen Vorgeschmack auf unsere aktualisierte Neuauflage. Um die vollständige Version zu erhalten, bitten wir Sie, sich mit Ihrer E-Mail-Adresse zu registrieren.

▹ ▹BELEUCHTUNGEN:

▹ ▹BELEUCHTUNGEN: TECHNOLOGIE STRUKTURIERTE BELEUCHTUNGEN BELEUCHTUNGEN lichen. Dies kann durch eine Pumpe erfolgen, die auch in einiger Entfernung von der Beleuchtung angebracht sein kann. Falls nötig kann die Kühlflüssigkeit auch über ein Kühlaggregat in einem Kreislauf gekühlt werden. Bei aktiver Kühlung ist darauf zu achten, dass sich kein Kondenswasser auf dem Gehäuse der Beleuchtung bildet und so irreversible Schäden an der Beleuchtung auftreten. nahe 1, also mit quasi idealer Rundheit zu konstruieren. Dazu werden Laserdioden mit integrierter Mikrooptik eingesetzt, die ein zirkulares Strahlprofil erzeugen. Es gibt jedoch auch Produktionsbereiche oder Prüfumgebungen, in denen eine zusätzliche Luft- oder Wasserkühlung aufgrund von Sicherheitsvorschriften nicht gestattet ist. Die einzige aktive Kühlmöglichkeit in diesen Umgebungen ist die Kühlung durch elektrisch induzierten Wärmetransfer über sogenannte Peltierelemente, auch TEC (Thermo Electric Cooling) genannt. Wenn Strom durch ein Peltierelement fließt, entsteht ein Temperaturgradient. Dadurch wird die Hitze von einer Seite des Peltierelements auf die andere Seite geleitet. Die Kühlung kann dabei genau kontrolliert und durch Anpassungen des Stroms verändert werden. Peltierelemente sind insbesondere geeignet, um lokal eine vorgegebene Temperatur zu erreichen. Eine weitere aktive Kühlung wie z.B. die Wasserkühlung ist jedoch nötig, um die Wärme vom Gesamtsystem abzuleiten. Zirkulares Strahlprofil eines Punktlasers Linienprojektionen können mittels Zylinder-, Raster- oder Powell-Linsen realisiert werden. Zylinderlinsen produzieren eine Gaußsche Lichtverteilung entlang der Laserlinie, wobei der Durchmesser einer solchen Linse den Fächerwinkel und damit die Linienlänge beeinflusst. In diesem Fall werden die Enden der Linie ausgeblendet und die Lichtverteilung ist nicht gleichmäßig. Derartige Laser sind für Bildverarbeitungsanwendungen nur bedingt geeignet. Profil einer Zylinderlinse 2.3 Strukturierte Beleuchtungen 2.3.1 Laserbeleuchtungen Laserdioden basieren auf dem gleichen Prinzip wie klassische LEDs. Durch zusätzliche optische Resonatoren erzeugen sie ein wesentlich schmalbandigeres Licht, das zudem kohärent ist. Für Bildverarbeitungsanwendungen ist eine Linie mit einer gleichmäßigen Lichtverteilung entlang der Linie sehr wichtig. Hierfür bieten sich Raster- oder Powell-Linsen an. Powell-Linsen liefern das beste Profil, während Rasterlinsen den idealen Kompromiss zwischen Kosten und gleichmäßiger Beleuchtung darstellen und besonders für kurze Distanzen eingesetzt werden. Mittels eines durch den Laser erzeugten Lichtmusters auf dem Objekt und einer Kamera lassen sich bei bekanntem Winkel zwischen Laser und Kamera Höhenunterschiede und Profile an einem Prüfobjekt vermessen. Neben Punkt- und Linienprojektionen werden für Kameraanwendungen eine Vielzahl weiterer Projektionsmuster verwendet: Kreuze, Kreise, Quadrate, Punktmatrix, Mehrfachlinien, Schachbrettmuster, etc. Diese Projektionen werden mittels diffraktiver optischer Elemente (DOEs) erzeugt. DOEs basieren auf dem Prinzip der Lichtbeugung an periodischen Mikrostrukturen. Je nach Lichtmuster unterscheidet man zwischen Triangulation-, Lichtschnitt- und Gitterprojektionsverfahren. 2.3.1.1 Laserlichtquellen Die meisten der angebotenen Punktlaser weisen ein elliptisches Strahlenprofil auf. Es ist aber auch möglich, Diodenlaser mit einer Elliptizität Profil einer Powell-Linse Auf kurze Distanzen wird die Wellenstruktur der Rasterlinse nicht aufgelöst, so dass sie dort gut eingesetzt werden kann. Auf größere Distanzen »sieht« die Kamera aber die Wellenstruktur der Linien. Falls das die Messung stört, oder wenn in größeren Abständen gemessen werden muss, sind Powell-Linsen einzusetzen. Diese sind mit Fächerwinkeln von 10° bis 90° verfügbar. NIEDERLANDE BELGIEN LUXEMBURG Telefon: +31 575 798888 POLEN Telefon: +48 664 921 922 SCHWEDEN NORWEGEN ISLAND Telefon: +46 8 555 110 00 SCHWEIZ LIECHTENSTEIN Telefon: +41 55 415 90 90 55

▹ ▹BELEUCHTUNGEN: TECHNOLOGIE STRUKTURIERTE BELEUCHTUNGEN BELEUCHTUNGEN Profil Rasterlinse »Pseudo-Gaußsches« Profil Profil einer Rasterlinse zentrisch und koaxial zum Lasergehäuse ausgerichtet werden. So ausgerichtete Laser weisen dann nur noch einen minimalen Abstrahlfehler auf, der bei 0,5 mrad und darunter liegt, während nicht korrigierte Laser typischerweise einen Abstrahl fehler von ca. 3 mrad haben. 2.3.1.5 Konstante Lichtleistung Eine konstante Lichtleistung wird bei Diodenlasern durch ein Nachregeln über die Steuerelektronik erzielt, das sogenannte APC (Automatic Power Control). Ein Anteil der Lichtleistung wird nicht Richtung Objekt abgestrahlt, sondern zu einer Photo diode umgeleitet. Die von der Photodiode gemessene Intensität dient als Referenz, anhand der die Laserleistung nachjustiert wird. Dadurch wird eine lange Lebensdauer des Lasers mit gleichbleibender Intensität ermöglicht, bevor dieser ein Stadium erreicht, in dem auch eine Steuerelektronik die Leistung nicht mehr weiter erhöhen kann. Ab diesem Zeitpunkt nimmt die Intensität proportional zum Alter des Lasers ab. Gute Laser zeigen dies über LED- Anzeigen oder RS232-Rückmeldungen an. Es gibt jedoch auch Laser, die keine Steuerungen verwenden. Bei diesen nimmt die Leuchtkraft dann ab, ohne dass dies angezeigt wird. 2.3.1.2 Breite der Lichtstrukturen Wichtig für alle Anwendungen ist die bestmögliche Schärfe der Projektion. Typischerweise wird man also möglichst feine Linien einsetzen, um eine gute Messauflösung zu erhalten. Linienbreiten bis unter 50 µm (1/e²) bzw. 10 µm bei Faserlichtquellen können derzeit erreicht werden. Einfluss auf die Linienbreite hat aber nicht nur die Güte der Optik, sondern auch die Struktur des zu untersuchenden Objekts. Stark streuende Oberflächen erzeugen breitere Linien im Kamerabild. Daneben können auch die sogenannten »Speckles« (Lichtgranulation) die Linienqualität im Kamerabild negativ beeinträchtigen. Diese Erscheinung entsteht als griese liges Muster durch Interferenz des kohärenten Laserlichtes auf den Mikrostrukturen der rauen Oberfläche. Sie stört aufgrund des Verlaufs quer zur Laser linie die Kantenschärfe und Homogenität der Laserlinien. »Speckles« lassen sich bei rauen Oberflächen nur reduzieren, aber nicht vollständig vermeiden. 2.3.1.3 Schärfentiefe Will man Objekte mit dem Laserlichtschnittverfahren vermessen, kommt die Schärfentiefe als Parameter ins Spiel. Sie ist typischerweise der Bereich, in dem sich die Linienbreite um nicht mehr als den Faktor √2 erhöht. Breitere Linien haben gegenüber ultrafeinen Linien einen deutlich größeren Schärfentiefebereich. Es muss also der optimale Kompromiss zwischen Linienbreite und benötigter Schärfentiefe gefunden werden. 2.3.1.4 Geradlinigkeit und Qualität des Laserstrahls Nur mit geraden Linien lässt sich auch sinnvoll messen, da nur so Verformungen des Objekts realitätsgetreu ermittelt werden können. Bei sehr kostengünstigen Produkten haben Linien oft die Form eines »S« oder einer »Banane«. Dies ist durch den Fertigungsprozess bedingt. Zusätzlich können Laserdioden zum Teil erheblich »schielen« und somit nicht zentrisch und koaxial zum Gehäuse abstrahlen. Für manche Anwendungen müssen die Laserdioden deshalb mittels Justierschrauben Die Lebenserwartung einer Laserdiode sinkt mit steigender Temperatur erheblich (pro 10 °C Steigerung der Betriebstemperatur um ca. 50 %). Damit einher geht ein Abfallen der Lichtleistung. Treten Temperaturspitzen nur zeitweise auf, reicht zum Schutz der Diode eine automatische Abschaltung bei ca. 55 °C. Wird der Laser dauerhaft belastet, empfiehlt sich hingegen eine aktive Kühlung. 2.3.2 Strukturiertes LED-Licht Eine weitere Form der Beleuchtung ist strukturiertes LED-Licht. Dieses bietet sich an bei Applikationen, bei denen keine Laserlichtquellen eingesetzt werden können. Die Gründe dafür können unterschiedlicher Natur sein. ■■ So können beispielsweise Speckles (Lichtgranulation) die Laserlinie für den Kamerasensor breiter erscheinen lassen, als sie tatsächlich ist, wodurch sich die Auflösung der Messergebnisse signifikant verschlechtert. ■■ Ein weiterer Grund ist, dass aufgrund der hohen Kohärenz Laser auch bei relativ geringer Lichtleistung in die Laserklasse 3R oder höher einzuordnen sind. Dies hat unmittelbar einen erhöhten Aufwand bei der Gestaltung der Anlage zur Folge, um die Anwender zu schützen (siehe Kapitel 2.7 bzgl. Laserklassen und Schutzmaßnahmen). Der Vorteil einer LED-Beleuchtung ist, dass sie keine Speckles aufweist und im sichtbaren Bereich meistens in die LED-Risikogruppe Exempt oder 1 fällt, wo raus folgt, dass keine aufwändigen Schutzmaßnahmen erforderlich sind. Ein strukturiertes LED-Licht besteht aus ■■ einer LED-Lichtquelle, üblicherweise eine Spotbeleuchtung mit einer einzelnen LED als Sender ■■ einer Schablone zur Erzeugung des gewünschten Musters ■■ einer Optik zur Abbildung/Projektion des Musters Für Lichtschnitt ungeeignete Laserlinie Die LED-Lichtquelle erzeugt einen homogenen Spot und ist im Allgemeinen in unterschiedlichen Farben von Rot bis Blau, sowie Ultraviolett, Infrarot als auch Weiß verfügbar. Weiß ist z.B. als Laserlichtquelle nicht erhältlich. Laser eignen sich daher nicht für Farbanwendungen. 56 DÄNEMARK Telefon: +45 33 73 00 00 DEUTSCHLAND ÖSTERREICH Telefon: +49 89 80902-0 FINNLAND BALTIKUM Telefon: +358 9 43 555 00 FRANKREICH Telefon: +33 1 45069560 GROSSBRITANNIEN IRLAND Telefon: +44 1252 780000

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    DAS HANDBUCH DER BILDVERARBEITUNG I

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    Willkommen zur Ausgabe 2016/17 unse

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    Now THAT’S Smart Vision Lights is

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    Z-LASER ist mit über 30 Jahren Erf

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    MACHINE VISION KAMERAS UND ObjEKTIV

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    Telecentric Lenses CCD Lenses PRECI

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    Einer für Alle Um die Standardisie

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    ▹ ▹KABEL: PRODUKTE LIEFERANTEN

  • Page 361 and 362:

    ▹ ▹KABEL: PRODUKTE KUNDENSPEZIF

  • Page 363 and 364:

    ▹ ▹KABEL: PRODUKTE CAMERALINK-K

  • Page 365 and 366:

    ▹ ▹KABEL: PRODUKTE COAXPRESS KA

  • Page 367 and 368:

    ▹ ▹KABEL: PRODUKTE USB-2.0/3.0-

  • Page 369 and 370:

    ▹ ▹KABEL: PRODUKTE CAMERALINK-H

  • Page 371 and 372:

    ▹ ▹KABEL: PRODUKTE BITMAXX-KABE

  • Page 373 and 374:

    ▹ ▹KABEL: PRODUKTE CAMERALINK-L

  • Page 375 and 376:

    ▹ ▹KABEL: PRODUKTE CAMERALINK-B

  • Page 377 and 378:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: TECHNOLOGIE E

  • Page 379 and 380:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: TECHNOLOGIE S

  • Page 381 and 382:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: TECHNOLOGIE G

  • Page 383 and 384:

    GetXML Leseregister Schreibregister

  • Page 385 and 386:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: TECHNOLOGIE G

  • Page 387 and 388:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: TECHNOLOGIE G

  • Page 389 and 390:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: TECHNOLOGIE U

  • Page 391 and 392:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: TECHNOLOGIE C

  • Page 393 and 394:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: TECHNOLOGIE C

  • Page 395 and 396:

    +IP1 -IP1 +IP2 -IP2 Gardasoft Visio

  • Page 397 and 398:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: PRODUKTE ACTI

  • Page 399 and 400:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: PRODUKTE ADLI

  • Page 401 and 402:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: PRODUKTE FCB-

  • Page 403 and 404:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: PRODUKTE DATA

  • Page 405 and 406:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: PRODUKTE DATA

  • Page 407 and 408:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: PRODUKTE SILI

  • Page 409 and 410:

    TAMRON 25779 JAPAN ▹ ▹BILDERFAS

  • Page 411 and 412:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: PRODUKTE VISU

  • Page 414 and 415:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: PRODUKTE TELE

  • Page 416 and 417:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: PRODUKTE DIE

  • Page 418 and 419:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: PRODUKTE DIE

  • Page 420 and 421:

    ▹ ▹BILDERFASSUNG: PRODUKTE DALS

  • Page 422 and 423:

    ▹ ▹SOFTWARE: TECHNOLOGIE HARDWA

  • Page 424 and 425:

    ▹ ▹SOFTWARE: TECHNOLOGIE FACHWI

  • Page 426 and 427:

    ▹ ▹SOFTWARE: TECHNOLOGIE BILDVE

  • Page 428 and 429:

    ▹ ▹SOFTWARE: TECHNOLOGIE PRÜFW

  • Page 430 and 431:

    ▹ ▹SOFTWARE: TECHNOLOGIE PRÜFW

  • Page 432 and 433:

    ▹ ▹SOFTWARE: TECHNOLOGIE PRÜFW

  • Page 434 and 435:

    ▹ ▹SOFTWARE: PRODUKTE ÜBERBLIC

  • Page 436 and 437:

    ▹ ▹SOFTWARE: PRODUKTE COMMON VI

  • Page 438 and 439:

    ▹ ▹SOFTWARE: PRODUKTE CVB FOUND

  • Page 440 and 441:

    ▹ ▹SOFTWARE: PRODUKTE CVB MINOS

  • Page 442 and 443:

    ▹ ▹SOFTWARE: PRODUKTE CVB FLEX

  • Page 444 and 445:

    ▹ ▹SOFTWARE: PRODUKTE CVB OPTIC

  • Page 446 and 447:

    ▹ ▹SOFTWARE: PRODUKTE CVB POINT

  • Page 448 and 449:

    ▹ ▹SOFTWARE: PRODUKTE CVB GIGE

  • Page 450 and 451:

    ▹ ▹BILDVERARBEITUNGSRECHNER: TE

  • Page 452 and 453:

    ▹ ▹BILDVERARBEITUNGSRECHNER: TE

  • Page 454 and 455:

    ▹ ▹BILDVERARBEITUNGSRECHNER: PR

  • Page 456 and 457:

    ▹ ▹BILDVERARBEITUNGSRECHNER: PR

  • Page 458 and 459:

    ▹ ▹BILDVERARBEITUNGSRECHNER: PR

  • Page 460 and 461:

    ▹ ▹BILDVERARBEITUNGSRECHNER: PR

  • Page 462 and 463:

    ▹ ▹ZUBEHÖR: PRODUKTE OPTIK- UN

  • Page 464 and 465:

    ▹ ▹ZUBEHÖR: PRODUKTE ZUBEHÖR

  • Page 466 and 467:

    ▹ ▹ZUBEHÖR: PRODUKTE ZUBEHÖR

  • Page 468 and 469:

    ▹ ▹ZUBEHÖR: PRODUKTE ZUBEHÖR

  • Page 470 and 471:

    ▹ ▹ZUBEHÖR: PRODUKTE ZUBEHÖR

  • Page 472 and 473:

    ▹ ▹ZUBEHÖR: PRODUKTE ZUBEHÖR

  • Page 474 and 475:

    ▹ ▹HILFSMITTEL TEST-CHART HILFS

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Imaging & Vision Handbook 2016/17 - Preview
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