Seminar

Optik und Sensorik für die industrielle Bildverarbeitung

mit Teilnahmebescheinigung

Industrielle Bildverarbeitung in der Automatisierungstechnik

Das Seminar vermittelt grundlegende Konzepte und Begriffe der technischen Optik und der Bildsensorik, die für die Spezi­fikation oder die Auslegung einer Prüfstation benötigt werden. Im Mittelpunkt steht die optimale Abstimmung von Optik und Sensorik für die problemangepasste Übertragung der beleuchteten Szene auf den Bildaufnehmer.

Ein Überblick über die wesentlichen, üblichen und verfügbaren Objektivtypen und Abbildungskonzepte rundet diesen ersten Teil des Seminars ab. Im zweiten Teil steht die Abtastung der Helligkeitsverteilung im Bildfeld der Optik durch den Bildaufnehmer im Mittelpunkt. Die Funktionsweise von CCD- und CMOS-Sensoren, von Flächen- und Zeilenkameras und das Zusammenspiel von Abbildungsoptik und Sensorik werden dargestellt. Ein Einblick in den EMVA 1288-Standard in Bezug auf Gütekriterien für Kamerasensoren rundet diesen Teil des Seminars ab.

Die Teilnehmer verstehen anschließend die wesentlichen Kenndaten von Industriekameras und von Objektiven. Sie können deren Rückwirkung auf die Leistungsfähigkeit von Prüfsystemen einschätzen, so dass sie sich mit Anbietern von Komponenten oder Bildverarbeitungssystemen kompetent verständigen können.

Top Themen

  • Grundbegriffe der technischen Optik für die industrielle Bildverarbeitung in der Automatisierungstechnik
  • Auswirkungen von Optik und Sensorik auf die Performance von ­Bildverarbeitungslösungen
  • Einfluss von Brennweite, Blendenzahl, Schärfentiefe sowie Verzeichnungs­korrektur auf die Prüfaufgabe
  • Funktion von Standardobjektiven, telezentrischen und hyperzentrischen Objektiven
  • Eigenschaften von CCD-, CMOS- und HDR-Sensoren sowie Flächen und Zeilenkameras

Ablauf des Seminars "Optik und Sensorik für die industrielle Bildverarbeitung"

Erfahren Sie im Seminar mehr zu folgenden Themen rund um die industrielle Bildverarbeitung in der Automatisierungstechnik:

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Programmablauf

Die optische Abbildung

  • Auslegung der Abbildung
  • Quantitatives: Die Abbildungsgleichung
  • Abbildungsmaßstab, Brennweite, Format
  • Blende, Schärfentiefe
  • Minimum Object Distance, Zwischenringe
  • Randabfall
  • Verzeichnung und Verzeichnungskorrektur
  • Kontrastübertragung (MTF)

Objektive

  • Entozentrische Objektive: Das „Standard-Normalobjektiv“ der Bildverarbeitung mit Zentralprojektion
  • Telezentrische Objektive: Parallelprojektion für genaue Vermessung ohne perspektivische Verzerrung
  • Hypozentrische Objektive: Abbildung der gesamten Mantelfläche eines Zylinders mit einer einzigen Bildaufnahme
  • Scheimpflug-Adapter: Scharfe Abbildung auch bei seitlicher Sicht auf die Prüfebene

Bildaufnehmer: CCD und CMOS

  • Pixel
  • Aliasing und MTF: Die Anpassung der Sensorik an die Optik
  • Das CCD-Konzept
  • Interline-Transfer-CCD
  • Das CMOS-Konzept
  • Standard-CMOS-Detektoren
  • Nichtlineare Kennlinien, HDRI
  • Farbsensoren

Kamerakonzepte

  • Flächenkamera
  • Zeilenkamera
  • Intelligente Kamera
  • Ein kurzer Blick auf Schnittstellen↓

Bildaufnehmer: Kenngrößen

  • Radiometrische Grundgrößen: Quantifizierung der „Intensität“
  • „Empfindlichkeit“: Welches Signal entsteht bei welcher ­Beleuchtung?
  • Dynamikumfang des Bildsignals
  • Signalrauschen
  • Pseudo-Rauschen: Inhomogenität des Dunkelsignals und der Verstärkung
  • Ein Blick in den EMVA 1288 – Standard: Objektive Messung von Kenngrößen
  • Datenblattangaben zu Empfindlichkeit, Dynamik und Rauschen

Sensorik für 3D-Bildverarbeitung

  • Das Grundproblem der 3D-Bildverarbeitung: Rückgewinnung der Tiefeninformation
  • Aktive und passive Verfahren der 3D-Bildgebung
  • Stereo-Systeme
  • Das Standard-Stereo-System mit zwei Kameras
  • Das Konzept der Triangulation
  • Das Problem der korrespondierenden Punkte
  • Geometrische Kalibrierung
  • Lichtschnittsensoren: Laser-Triangulation
  • Konzept und optischer Aufbau
  • Zusammenhang mit dem Standard-Stereo-System
  • Die Scheimpflug-Bedingung
  • „Time-of-Flight“-Kameras
  • Tiefenmessung über die Lichtlaufzeit
  • Modulierte Beleuchtung: Das Konzept der Photo-Misch-­Detektoren (PMD)
  • Beispiel: PMD-Kamera

Zielgruppe

Das Seminar "Optik und Sensorik für die industrielle Bildverarbeitung" richtet sich an Ingenieure und Fachkräfte aus den Bereichen:

  • Bildverarbeitung, Kameratechnik
  • Konstruktion, Entwicklung
  • Fertigung, Automatisierung, Produktionskontrolle
  • Qualitätssicherung
  • Messtechnik, Sensorik, Prüfsystementwicklung
  • Steuerung, Handhabungstechnik

Wenn Sie mit diesem Themenbereich noch nicht sehr vertraut sind, empfehlen wir Ihnen als Grundlage das Seminar „Grundlagen der industriellen Bildverarbeitung“.

Ihr Referent für das Seminar "Optik und Sensorik für die industrielle Bildverarbeitung":

Prof. Dr. Christoph Heckenkamp, Studienbereich Optotechnik und Bildverarbeitung (OBV), Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften, Hochschule Darmstadt

Herr Professor Heckenkamp studierte Physik an der Universität Münster und war anschließend wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fritz-Haber-­Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin. 1984 promovierte er zum Dr. rer. nat. und war ab 1985 in der Industrie im Firmenverbund von Giesecke & Devrient in München tätig. Seit 1992 ist er Professor an der Hochschule Darmstadt im Studiengang „Optotechnik und Bildverarbeitung“ mit den Fachgebieten Indus­trielle Bildverarbeitung, Farb- und Spektralmesstechnik und Physik.

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Veranstaltungsnummer : 02SE294

Optik und Sensorik für die industrielle Bildverarbeitung

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