Definition und Funktionsweise:
3D-Vision, oder dreidimensionale Bildverarbeitung, ist eine Technologie, die es einem System ermöglicht, nicht nur die zweidimensionale Helligkeits- und Farbinformation eines Bildes, sondern auch die räumliche Tiefe und die genaue Form von Objekten in einer Szene zu erfassen. Das Ergebnis ist eine Punktwolke oder ein 3D-Modell, das die tatsächliche Geometrie der erfassten Objekte darstellt.
Es gibt verschiedene Haupttechnologien zur Erzeugung von 3D-Bildern:
- Stereoskopie: Nutzt zwei Kameras (wie menschliche Augen) in bekanntem Abstand, um die Tiefeninformation durch Parallaxenverschiebung zu berechnen.
- Time-of-Flight (ToF): Misst die Zeit, die ein Lichtimpuls (typischerweise Laser oder LED) benötigt, um von der Kamera zum Objekt und zurück zu gelangen. Die Zeit wird direkt in eine Entfernung umgerechnet.
- Laser-Triangulation: Ein Laserstrahl (oft eine Linie) wird auf das Objekt projiziert und mit einer Kamera aus einem bekannten Winkel betrachtet. Die Verschiebung der Laserlinie im Kamerabild wird zur Berechnung der Tiefe verwendet.
- Strukturiertes Licht: Ein bekanntes Muster (z.B. Linien oder Punkte) wird auf das Objekt projiziert. Die Verzerrung dieses Musters wird von der Kamera erfasst und zur Berechnung der 3D-Form genutzt.
Anwendungsbereiche in der Automatisierung:
3D-Vision ist ein Schlüssel-Enabler für fortgeschrittene Automatisierungs- und Robotikanwendungen:
- Robotik und Greifvorgänge (Bin Picking): Ermöglicht Robotern, ungeordnete Teile aus Kisten zu erkennen und zu greifen (Bin Picking), da die genaue Position und Orientierung im Raum bekannt ist.
- Qualitätskontrolle: Hochpräzise Vermessung von Bauteilgeometrien zur Inline-Qualitätskontrolle, z.B. bei der Prüfung von Spaltmaßen, Ebenheit oder Vollständigkeit.
- Positionierung und Montage: Exakte Bestimmung der Position von Werkstücken für präzise Montageprozesse oder zur Führung von Werkzeugen.
- Vermessung und Logistik: Volumenvermessung von Paketen oder Lagerbeständen.
- Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK): Sichere Überwachung des Arbeitsraums für die Kollisionsvermeidung.
→ Siehe auch: Bildverarbeitung (Machine Vision), Kamera, Kollisionsvermeidung, Inline-Qualitätskontrolle, Vision-System
