Computer-Animationen

Aus der Unterhaltungselektronik sind Computeranimationen längst nicht mehr weg zu denken. Filme wie „Star Wars“, „Findet Nemo“, „Avatar“ und „The Jungle Book“ sind nur ein paar Beispiele für die Entwicklung in der Computeranimationstechnik. Auch in der Automatisierungstechnik können Computeranimationen sehr sinnvoll für die Darstellung komplexer Abläufe eingesetzt werden. In unseren Projekten setzen wir aktuelle Technologien in der Computeranimation ein (insbesondere POV-Ray und Blender), um Prozesse zu visualisieren und in Bildern automatisiert zu messen.

Testbilder mit POV-Ray

Mit Ray-Tracing lassen sich sehr realistische Bilder synthetisieren. POV-Ray ist ein freies Ray-Tracing Programm, das scriptorientiert arbeitet und es ermöglicht synthetische Bilder für die Bildverarbeitung zu erzeugen.

Mit POV-Ray können wir…

  • Beleuchtungsverhältnisse am Computer viel schneller und kostengünstiger simulieren, als sie in der Realität aufzubauen wären.
  • Fehlerbilder erzeugen und testen, die in der Realität nur selten oder mit viel Aufwand zu finden sind. So können wir unseren Kunden das korrekte Verhalten unserer Lösung auch in Grenzsituationen demonstrieren. Bei Bedarf kann ein vollständiges Fallspektrum erzeugt werden.
  • … in Kombination mit modernen Bildverarbeitungstechnologien Vermessungen in Bildern vornehmen.
  • … die Entwicklung der Bildverarbeitung schon beginnen, bevor die Anlage mechanisch aufgebaut ist. Das spart Zeit und Geld.

Weiter unten finden Sie verschiedene, mit POV-Ray erzeugte, synthetische Bilder und Bildabfolgen, welche die Entwicklung und Verifizierung unserer Bildverarbeitungsalgorithmen im Rahmen des Herstellungsprozesses eines Bohrers demonstrieren. Während des gesamten Produktionsprozesses eines Bohrers kann es insbesondere bei dünnen Bohrern passieren, dass sich der Bohrer verbiegt. Um ihn mit einer automatischen Vorrichtung wieder gerade zu biegen, ist die Verbiegung in mm und die Orientierung der Verbiegung zu ermitteln. Um beides mit Methoden der Bildverarbeitung zu berechnen, sind zwei beliebige, um 90° zueinander verdrehte Aufnahmen ausreichend. Die unten dargestellte Bildfolge stellt einen um 1 mm verbogenen Bohrer (Mitte) dar. Links und rechts ist derselbe Bohrer dargestellt, nur jeweils um einen Winkel von 90° verdreht aufgenommen. Die Sequenz besteht aus 36 Schritten mit je 10° Differenz von Bild zu Bild. Damit kann der Bildverarbeitungsalgorithmus vollständig getestet und verifiziert werden. Im realen Projekt wurde der Algorithmus auch bei unterschiedlichen Bohrertypen erfolgreich eingesetzt.

Der Anschliff einer Bohrerspitze muss exakt auf die umlaufende Nut abgestimmt sein. Dies können wir mit unserem robusten Algorithmus sicherstellen. Das folgende Bild wurde mit POV-Ray erstellt und zeigt eine Fehlpositionierung einer Bohrerspitze.


Video mit Blender

Das freie 3D-Modellierungs- und Animationsprogramm Blender ist ein vorzügliches Werkzeug zur Erzeugung computeranimierter Videos. Im Rahmen unseres Projektes „Massen-Phänotypisierung mit dem iMaster“ wurde zur Erläuterung unseres, gemeinsam mit Johnson Controls entwickelten Konzepts nachfolgendes Video mit Hilfe von Blender erstellt.