Mal was ganz anderes

Die Bildverarbeitung hat sich in der Industrie längst als leistungsfähige Technologie zur optischen Qualitätskontrolle etabliert. Ein paar exotisch anmutende Applikationen zeigen jedoch, was sie auch außerhalb dieses Umfeldes vermag. Realisiert wurden sie von Stemmer Imaging oder von Partnern des Puchheimer Bildverarbeitungsunternehmens.

08. Dezember 2011

Die Zählung der Population von Tieren ist in der Forstwirtschaft eine notwendige Aufgabe, um eine ausgewogene Fauna und Flora zu gewährleisten. Wo die natürlichen Jäger wie Bären, Wölfe und Luchse rar oder komplett ausgestorben sind, muss der Mensch einen Ausgleich schaffen und das Wild schießen, um den Bestand sinnvoll zu regeln und somit beispielsweise das übermäßige Abfressen von Pflanzen durch Rehe und andere Wildarten zu vermeiden. Eine vorherige Erfassung des Wildbestands ist dafür Voraussetzung und wird traditionell vom zuständigen Förster vorgenommen, der dafür viel Zeit auf seinem Hochsitz verbringen muss.

Diese zeitaufwendige Aufgabe lässt sich auch automatisiert mit Hilfe der Bildverarbeitung lösen, wie ein findiger Forstwirt in Zusammenarbeit mit Stemmer Imaging und der Software-Plattform Common Vision Blox bewiesen hat: Seine Entwicklung war in der Lage, trotz schwieriger Rahmenbedingungen, wie wechselnde Lichtverhältnisse, teilweise verdeckte Objekte - in diesem Fall also Tiere - und unterschiedliches Aussehen in Bezug auf Größe und Farbe der Tiere, ein System zu realisieren, das ihm eine Abschätzung der Zahl der Wildpopulation erlaubte. Sein dabei erarbeitetes Wissen in Sachen Bildverarbeitung setzte der Forstwirt übrigens einige Jahre später in einem weiteren System zur Zählung von Seemöwen um.

Auch eine Zählung im Wasser wurde bereits erfolgreich realisiert: Ein amerikanischer Fischzüchter wollte wissen, wie viele Jungforellen am Ende der Brutzeit aus seinem Brutbecken in die Freiheit schwimmen.

Aufgrund vieler Parameter schien diese Anfrage zunächst nicht realisierbar zu sein: Bewegte, organische Objekte im Wasser zu erkennen und zu zählen, gehört nicht gerade zum Standard-Funktionsumfang in der Bildverarbeitung. Doch auch hier konnten die Puchheimer Spezialisten Komponenten und Know-how für eine erfolgreiche Lösung der Aufgabe bereitstellen. Die gezählten Tiere können übrigens auch noch kleiner sein: Ein bekannter Hersteller von Schädlingsbekämpfungsmitteln nutzt die Bildverarbeitung, um Blattlaus-Larven und -Eier zu erkennen und so die Wirkung seiner Produkte zu beurteilen.

Ein Partner von Stemmer Imaging in Holland hat bereits vor einigen Jahren eine Machbarkeitsstudie zur Beantwortung der Frage durchgeführt, ob es möglich ist, Karotten mit Hilfe von Bildverarbeitungssystemen automatisiert zu verarbeiten und dabei eine Schnittkante für die Abtrennung des Grünanteils zu bestimmen. Wird zu wenig abgeschnitten, so verbleibt unerwünschtes Grün an der Karotte. Kürzt man hingegen zu viel, so hat dies einen negativen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des Prozesses.

»Rübe ab!« Per Bildverarbeitung

Die Ernte und Weiterverarbeitung von Gemüse wird heute noch weitgehend manuell durchgeführt. Diese Tätigkeiten sind nicht nur für die Beschäftigten meist eintönig und zum Teil körperlich beschwerlich, sie haben aufgrund des hohen Personalkostenanteils auch einen maßgeblichen Einfluss auf die Preise der Endprodukte.

Für die Studie wurden vorher gewaschene Rüben in beliebiger Drehlage auf ein Förderband gelegt, das die Rüben am eingesetzten Bildverarbeitungssystem vorbeiführte. Dieses hatte die Aufgabe, die Rotationslage der Karotten zu erkennen, ihre Dicke entlang der Längsachse zu verfolgen, die dickste Stelle zu finden und abschließend die optimale Schneidkante zu berechnen.

Das Ergebnis der Studie: Mit der geeigneten Hard- und Software war es möglich, diese Aufgabe in der geforderten Geschwindigkeit und Genauigkeit zu lösen.

So soll ein Burger aussehen!

Die Food-Industrie ist eine jener Branchen, in denen die Anwendung von Bildverarbeitungssystemen in den letzten Jahren stark zugenommen hat. Das Spektrum der Aufgaben ist dabei sehr vielfältig. Zu den einfacheren Anwendungen zählt die Prüfung von Lebensmittel- und Getränke-Verpackungen, doch auch die Lebensmittel selbst werden zunehmend mit Hilfe der Bildverarbeitung inspiziert und beispielsweise nach ihrer Güte klassifiziert.

Teilweise werden die von der Bildverarbeitung errechneten Ergebnisse sogar zur Berechnung des Gewichts und zur Preisauszeichnung genutzt. In einigen Ländern ist es durchaus üblich, Wurstwaren in Packungen mit Inhalten in exakten 100-Gramm-Schritten anzubieten.

Um aber tatsächlich 200 Gramm und nicht etwa 180 oder 212 Gramm Wurst in eine Packung zu bringen, setzt ein Kunde der britischen Niederlassung von Stemmer Imaging Bildverarbeitungssysteme ein, die während des Schneidens der Wurstscheiben den Fett- und Fleischanteil erkennen. Diese Ergebnisse werden unter Berücksichtigung des unterschiedlichen spezifischen Gewichts dazu verwendet, die Dicke der letzten abgeschnittenen Scheibe pro Packung so zu steuern, dass das Zielgewicht exakt erreicht wird.

In dieser Anwendung wird zudem darauf geachtet, ob eine Wurstscheibe mit geringem oder hohem Fettanteil in der Packung ganz oben zu liegen kommt, um so ein optisch möglichst hochwertiges Produkt anbieten beziehungsweise um den Preis entsprechend anpassen zu können.

Die Optik des Produkts spielt auch für die großen Fastfood-Ketten dieser Welt eine wichtige Rolle. Das hat dazu geführt, dass einige dieser Anbieter von ihren Burger-Brötchen-Lieferanten verlangen, dass ihr Backwerk einen genau definierten Bräunungsgrad aufweist und sie haben sogar die grobe Anzahl und Verteilung der Sesamkörner darauf festgelegt. Ein Fall für die Bildverarbeitung …

Bildverarbeitung für viele Einsatzfelder

Wie diese Beispiele zeigen, eignet sich die Bildverarbeitung auch für viele Anwendungen außerhalb der Industrie-Sparte. Es ließen sich noch zahlreiche weitere und sehr spannende Aufgabenstellungen nennen, die bereits erfolgreich realisiert wurden, wie etwa zur Prüfung der Echtheit von Gemälden, zur Animation in der Unterhaltungsindustrie, im Sport, in der Verkehrstechnik und in einer Reihe weiterer Bereiche, in denen man den Einsatz von Bildverarbeitung nicht vermuten würde. Natürlich kann auch die Bildverarbeitung nicht jede Aufgabe lösen – aber sie kann mehr, als man gemeinhin denkt.z

Zum Unternehmen

Stemmer Imaging ist Europas größter Anbieter von Bildverarbeitungstechnologien mit Niederlassungen in vier Ländern und Entwickler der führenden Software-Plattform Common Vision Blox. Das Unternehmen stellt seinen Kunden alle Komponenten und Dienstleistungen zur Verfügung, die zur Realisierung von zuverlässigen Bildverarbeitungslösungen für nahezu jede Branche erforderlich sind. Die Kunden profitieren dabei von einer europaweit verfügbaren Vielfalt an Bildverarbeitungsprodukten führender Hersteller auf dem aktuellen Stand der Technik.

Erschienen in Ausgabe: Industrie Handbuch/2011