Fraunhofer IOF: 3D-Erkennung transparenter Objekte in weniger als 1,5 Sekunden
Die automatische Erkennung von 3D-Objekten mit "unkooperativen" Oberflächen ist eine schwierige und langsame Angelegenheit. Das Fraunhofer IOF hat eine Lösung.
Ein Roboter nutzt die 3D-Erkennung des Fraunhofer IOF beim Aufnehmen von Objekten.
(Bild: Fraunhofer IOF)
Das Fraunhofer-Institut für angewandte Optik und Feinmechanik (Fraunhofer IOF) hat ein Erkennungssystem entwickelt, das transparente und schwarze 3D-Objekte effizienter vermessen kann als bisherige Systeme. Das optisch mit Wärmebildtechnik arbeitende goROBOT3D-System benötigt weniger als 1,5 Sekunden für einen Erkennungsvorgang. Bisherige Systeme benötigen dafür etwa 15 Sekunden.
Objekte mit "unkooperativen" Oberflächen sind für herkömmliche optische Systeme nur schwer zu erkennen. Darunter fallen etwa transparentes Glas und Kunststoffe, reflektierende Metalle und Objekte mit sehr schwarzer Oberfläche. Systeme, die herkömmliche Kameras verwenden, können solche Oberflächen nur mit höherem Aufwand, vielen Messaufnahmen und entsprechend hoher Rechenzeit erkennen.
Das System des Fraunhofer IOF arbeitet ebenfalls optisch, nutzt dabei jedoch Wärme. Dazu wird die Oberfläche der zu erkennenden Objekte zunächst erwärmt. Zwei diffraktive optische Elemente (Diffractive Optical Elements – DOE), die mit Laser arbeiten, projizieren dabei ein unregelmäßiges thermisches Punktmuster auf das Objekt. Zwei Wärmebildkameras nehmen jeweils nur ein einziges Bild (Single Shot) auf. Die so erfasste Projektion des Punktmusters wird mithilfe räumlicher Kreuzkorrelation von einer Künstlichen Intelligenz (KI) ausgewertet und daraus die dreidimensionale Objektform bestimmt.
Zuverlässigere Objekterkennung für Industrieroboter
Die nun schnelle Erkennung von 3D-Objekten mit goROBOT3D ermöglicht es etwa Industrierobotern, auch mit Objekten mit "unkooperativen" Oberflächen umzugehen. Roboter können die Objekte zuverlässiger identifizieren und greifen. Zusätzlich kommt es beim Umgang mit diesen Objekten zu keiner Unterbrechung mehr, denn das System kann bereits das nächste Objekt vermessen und erkennen, während es noch mit dem vorherigen Objekt umgeht.
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Die Forscher des Fraunhofer IOF versprechen, dass sich das 3D-Erkennungssystem flexibel in verschiedenste Anwendungen integrieren lässt.
Die Technik will das Fraunhofer-Institut auf der Fachmesse fĂĽr intelligente Automatisierung automatica vorstellen, die vom 24. bis 27. Juni 2025 in MĂĽnchen stattfindet.
(olb)
