Damit Maschinen besser sehen können

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Effizienter, sparsamer und flexibler müssen Maschinen sowie Fabrik- und Logistikprozesse der Zukunft sein. Innovative Lösungen zum maschinellen Sehen könnten im Wettbewerb helfen.

Technologien zur exakten Positionsbestimmung von Objekten im Raum kommen überall dort zum Einsatz, wo Sicherheitsbereiche sowie Produktions- und Logistikabläufe exakt überwacht werden müssen: „Technische Objekte mit strukturierten Geometriemerkmalen (Länge, Breite, Durchmesser, Fläche) und Strahlungsmerkmalen (Intensität, Reflexion, Farbe) können mit Bildaufnahmesensoren erfasst und mittels Bildverarbeitungssystemen analysiert und messtechnisch beschrieben werden“, fassen die Autoren des Dubbel (Seite W13) den Stand der Technik zusammen.

Solche Systeme zum maschinellen Sehen können zwar Positionen einzelner Objekte im Raum bestimmen, sie allerdings nicht voneinander unterscheiden. Am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) in Chemnitz haben Forscher nun eine vergleichsweise kostengünstige Softwarelösung zum 3D-maschinellen Sehen entwickelt, die der Funktionsweise des menschlichen Auges nachempfunden ist. Das System verzichtet auf die Abtasttechnik mittels Laser- bzw. Infrarotstrahlung und arbeitet stattdessen ausschließlich mit Stereofarbkameras. Das Herzstück ist eine leistungsfähige Software: „Wir haben uns die Natur zum Vorbild genommen und setzen auf die Funktionsweise des menschlichen Auges, das mittels der sogenannten passiven Triangulation exakte Informationen über den Standort und die Identifikation eines Objekts im Raum liefert“, erklärt Matthias Mende, Projektleiter am Fraunhofer IWU. Aus den so gewonnenen Daten können 3D-Griffpositionen und -lagen für Roboter generiert und in Echtzeit der Maschinen-steuerung übergeben werden. Im Bereich der Sicherheitstechnik und Logistik können Objekte auf ihrem Weg durch die Fabrik verfolgt und ihre Annäherung an kritische Stellen vor einer Kollision erkannt werden.

Augen für das Internet der Dinge

Auch im EU-Projekt Eyes of Things steht das Sehen, die mächtigste Sinneswahrnehmung des Menschen im Zentrum der Forschung. Auf der Basis von Miniaturkameras aus der Endoskopie entwickeln Forscher am Deutschen Forschungszentrum für künstliche Intelligenz (DFKI). Applikationen, damit intelligente Systeme zukünftig Umgebungen umfassend, länger und interaktiver wahrnehmen können. Fortschritte im Bereich des maschinellen Sehens (Computer Vision) werden mit mobilen Anwendungen aus den Bereichen Augmented Reality, Wearable Computing und Ambient Assisted Living kombiniert.

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