DE29511254U1 - Vorrichtung zur hochenergetischen Beleuchtung für automatische Bildverarbeitungsaufgaben zur Positionserkennung oder Qualitätsbeurteilung von Gegenständen für automatischen Andockbetrieb, insbesondere bei Sonnenlicht im Freien - Google Patents
Vorrichtung zur hochenergetischen Beleuchtung für automatische Bildverarbeitungsaufgaben zur Positionserkennung oder Qualitätsbeurteilung von Gegenständen für automatischen Andockbetrieb, insbesondere bei Sonnenlicht im FreienInfo
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Description
Vorrichtung zur hochenergetischen Beleuchtung für automatische Bildverarbeitungsaufgaben zur Positionserkennung oder Qualitätsbeurteilung
von Gegenständen für automatischen Andockbetrieb, insbesondere bei Sonnenlicht im Freien.
Die automatische Erkennung z.B. der Position eines Containers ist Voraussetzung
für automatischen Container-Andockbetrieb (siehe Fig. 1). Fig. 1 zeigt die grundsätzliche Aufgabe: Ein Kran (1) mit Laufkatze (2) hat einen am
Spreader (3) hängenden Container (5) durch 4 Videokameras (4) gesteuert auf einen Containerstapel (7) positionsgerecht zu den Container-Andockecken (6)
aufzusetzen, bzw. hat einen Container (5) von einem Stapel (6) abzuheben. Das zugehörige Signalflußschema (8) zeigt, daß aus den 4 Kamera-Videobilder
(K1 .... K4) mittels Bildverarbeitung (BV) laufend Positionsablagesignale &Dgr;&khgr;, Äy
und &Dgr;&Rgr;&EEgr;&Igr; gewonnen werden, die auf die Kransteuerung (KRST)einwirken und die
Bewegungsstellantriebe MOT steuern.
Wie im Detailschema (11) gezeigt, beleuchtet eine Kurzzeit-Blitzlampe (14) über
halbdurchlässigen Spiegel (13) synchron zur Kamera (12) mit Kurzzeitverschluß das
Aufnahmefeld.
Bei der Erkennung mitteis Bildverarbeitung stellen die unterschiedlichen Lichtverhältnisse,
Schlagschatten, Regen, Tag/Nacht die Bildverarbeitungsrechenverfahren vor unzählige Sonderfälle, d.h. Probleme und Fehlermöglichkeiten.
Diese Sonderfälle entfalten, wenn es gelingt eine hochenergetische Beleuchtung herzustellen, die das Sonnenlicht um eine Größenordnung überstrahlt.
Da das Sonnenlicht ca. 1 KW Lichtenergie/m2 abstrahlt und Solarsimulationsanlagen
zur Erzeugung dieser Energiedichte ca. 6 KW/m2 elektrische Leistung benötigen, sind hier wirtschaftlichere Lösungen erforderlich, um in 5 m Entfernung
mit 4 Videokameras die Position von 4 Containerecken zu erfassen.
Die dem Antrag zugrundeliegende Vorrichtung besteht darin, die Videokameras auf
kürzeste Verschiußzeit zu setzen z.B. 1/10.000 sek. und mit synchronisierten Gasentladungs-Blitzrohren
nur für diese kurze Zeit die benötigte Energie zu erzeugen.
Die theoretisch notwendige Energie zur Beleuchtung wäre dann pro Blitz 1/10.000
der Sonnenenergie also 0.1 Watt.
Praktisch sind für 10-fache Überstrahlung 50 % Wirkungsgrad von Xenon Blitzröhren
und 1ms als typische Leuchtdauer etwa 26 W/sek pro Blitz anzusetzen.
Ein 50 % Graufilter vor der Kamera erzeugt immer noch ein 5-fach überstrahltes
Bild, während ohne Blitz das Kamerabild dunkel bleibt.
Eine Variante zur hochenergetischen Beleuchtung benutzt z.B. Natriumdampflampen
als Scheinwerfer und Schmalband-Interferenzfilter vor der Kamera die genau auf die
Natriumspektrallinien 589 nm abgestimmt sind.
Die übliche Halbwertsbreite von Interferenzfiltern von ca. 13 nm im Verhältnis zum
sichtbaren Bereich von 400 nm gesetzt, ergibt ebenfalls ein günstiges Beleuchtungs-Energieverhäitnis.
'Mit ca. 13/400 von 1.0 KW also mit ca. 42 W Lichtieistung entspr. ca. 200 W
elektrischer Leistung von Natriumdampflampen erhält man schmalspektral eine der Sonne ebenbürtige Beleuchtung bei geringerem Leistungseinsatz zu Bildverarbeitungszwecken im Freien.
elektrischer Leistung von Natriumdampflampen erhält man schmalspektral eine der Sonne ebenbürtige Beleuchtung bei geringerem Leistungseinsatz zu Bildverarbeitungszwecken im Freien.
Eine Kombination von Kurzzeit-Biitzbeieuchtung und Schmalspektralbeleuchtung
wie sie z.B. mit Laser-Blitzen möglich ist, in Verbindung mit Kurzzeit-Verschluß und
Schmalbandfilter vor der Kamera reduziert sich die nötige Beleuchtungsenergie
weiter.
weiter.
Claims (12)
1.) Vorrichtung zur hochenergetischen Beleuchtung zu Bildverarbeitungszwecken
mittels Videokamera in freier Natur unter wechselnden Lichtverhältnissen gekennzeichnet
dadurch, daß diese Beleuchtung so gewählt wird, daß das Sonnenlicht durch die hohe Energie der Beleuchtung das Sonnenlicht mehrfach überstrahlt wird,
sodaß für die Bildverarbeitung stets gleiche Lichtverhältnisse herrschen unabhängig
von Sonnenstand oder Tag/Nachtverhältnissen (siehe Fig. 1 Detail (11)).
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß Blitz-Kurzzeitbeieuchtung
in Verbindung und synchron zu sehr kurzen Verschlußzeiten der elektronischen Videokamera (1/10.000 sek. oder kürzer) verwendet wird, sodaß aufzubringende
Beleuchtungsenergie sich im Verhältnis der Verschlußzeit verringert.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß durch Beleuchtung
mit schmaler Spektraibandbreite in Verbindung mit einem schmaibandigen optischen
Filter vor der Kamera die aufzubringende Beleuchtungsenergie im Verhältnis der Schmalbandfilterbreite zur Breite des Solarspektrums verringert wird.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß zur Verminderung
der aufzubringenden Beieuchtungsenergie sowohl kurze Verschlußzeiten in Verbindung
mit Blitzbeleuchtung und schmalspektrale Beleuchtung in Verbindung mit Schmalbandfiltern zugleich in einer Beleuchtungseinheit verwendet werden.
5.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 gekennzeichnet dadurch, daß zur Kurzzeit-Blitzbeleuchtung
Gasentlandungs-Blitzlampen verwendet werden z.B. Xenon- oder Kypton-Blitzentladungslampen.
6.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 gekennzeichnet dadurch, daß zur Kurzzeit-Blitzbeleuchtung
gepulste Leistungs-Laserbeleuchtung verwendet wird.
7.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 gekennzeichnet dadurch, daß zur Kurzzeit-Blitzbeleuchtung
lichtemittierende Dioden sog. Leistungs-LED's verwendet werden.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 4 gekennzeichnet dadurch, daß zur Schmalspektraien-Blitzbeleuchtung
Laserlicht oder LED (= lichtemittierende Dioden) verwendet werden.
9.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3 gekennzeichnet dadurch, daß die Beleuchtung
mit Natrium-Dampfiampen erfolgt.
JO.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3 gekennzeichnet dadurch, daß als Schmalbandfilter,
nach Anspruch (8) optische Interferenzfilter verwendet werden.
11.) Vorrichtung nach Anspruch 1-10 gekennzeichnet durch die Verwendung in
automatischen Andock- oder Greifsystemen für automatische Warenbewegung z.B. für automatischen Container-Umladebetrieb.
12.) Vorrichtung nach Anspruch 1-11 gekennzeichnet durch die Verwendung der
Beleuchtungstechnik nach Anspruch 1 bis 4 zur automatischen Qualitätskontrollaufgabe
im Freien unter wechselnden üchtverhältnissen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29511254U DE29511254U1 (de) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | Vorrichtung zur hochenergetischen Beleuchtung für automatische Bildverarbeitungsaufgaben zur Positionserkennung oder Qualitätsbeurteilung von Gegenständen für automatischen Andockbetrieb, insbesondere bei Sonnenlicht im Freien |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29511254U DE29511254U1 (de) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | Vorrichtung zur hochenergetischen Beleuchtung für automatische Bildverarbeitungsaufgaben zur Positionserkennung oder Qualitätsbeurteilung von Gegenständen für automatischen Andockbetrieb, insbesondere bei Sonnenlicht im Freien |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29511254U1 true DE29511254U1 (de) | 1996-09-12 |
Family
ID=8010420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29511254U Expired - Lifetime DE29511254U1 (de) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | Vorrichtung zur hochenergetischen Beleuchtung für automatische Bildverarbeitungsaufgaben zur Positionserkennung oder Qualitätsbeurteilung von Gegenständen für automatischen Andockbetrieb, insbesondere bei Sonnenlicht im Freien |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29511254U1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6880712B2 (en) * | 2001-07-18 | 2005-04-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Crane and method for controlling the crane |
| US7137771B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-11-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for recognition of a load on a lifting gear |
| CN103043535A (zh) * | 2013-01-06 | 2013-04-17 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 一种钢板堆垛系统及堆垛方法 |
-
1995
- 1995-07-12 DE DE29511254U patent/DE29511254U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6880712B2 (en) * | 2001-07-18 | 2005-04-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Crane and method for controlling the crane |
| US7137771B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-11-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for recognition of a load on a lifting gear |
| DE10245970B4 (de) * | 2002-09-30 | 2008-08-21 | Siemens Ag | Verfahren bzw. Vorrichtung zur Erkennung einer Last eines Hebezeuges |
| CN103043535A (zh) * | 2013-01-06 | 2013-04-17 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 一种钢板堆垛系统及堆垛方法 |
| CN103043535B (zh) * | 2013-01-06 | 2014-10-08 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 一种钢板堆垛系统及堆垛方法 |
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