Die Anwendung von Beleuchtung in der maschinellen Bildverarbeitung im Logistikbereich

In der dynamischen Landschaft der Logistikbranche, in der täglich eine enorme Menge an Gütern bearbeitet wird, sind Effizienz und Genauigkeit die Grundpfeiler des Erfolgs. Die Technologie der maschinellen Bildverarbeitung hat sich als revolutionierend erwiesen und ermöglicht automatisierte Prozesse, die einst der menschlichen Arbeit vorbehalten waren. Im Kern dieser Technologie steht das Beleuchtungssystem der maschinellen Bildverarbeitung, das eine entscheidende Rolle spielt, um sicherzustellen, dass die von Kameras erfassten Bilder von hoher genug Qualität sind, um eine präzise Analyse zu ermöglichen. Dieser Artikel geht auf die vielfältigen Anwendungen der Beleuchtung in der maschinellen Bildverarbeitung in verschiedenen logistischen Szenarien ein.

Barcode- und QR-Code-Lesung in Sortierzentren

Strichcodes und QR-Codes sind die primären Mittel zur Identifizierung von Paketen in der Logistikkette. Die Logistikumgebung stellt jedoch zahlreiche Herausforderungen an die genaue Lesbarkeit. Pakete können aus verschiedenen Oberflächenmaterialien bestehen, von reflektierenden Kunststofffolien bis hin zu rauen und geknitterten Kartons.

Für reflektierende Oberflächen sind polarisierte Lichtquellen eine bewährte Lösung. Diese filtern die spiegelnden Reflexe heraus und lassen nur das diffuse Licht des Strichcodes zum Kameraobjektiv gelangen. Dadurch entsteht ein klares, kontrastreiches Bild des Strichcodes, wodurch das maschinelle Sehsystem diesen einfacher decodieren kann. In Hochgeschwindigkeits-Sortierlinien, bei denen die Pakete sich schnell bewegen, kommen Hochfrequenz-Blitzlichtquellen zum Einsatz. Diese leuchten synchron mit dem Kameraverschluss auf und halten so die Bewegung der Pakete scheinbar an. Dies eliminiert Bewegungsunschärfen und gewährleistet, dass der Strichcode oder QR-Code auch bei schneller Paketbewegung präzise gelesen werden kann.

Volumenmessung von Paketen

Die Bestimmung des Volumens von Paketen ist entscheidend, um die Versandkosten zu berechnen und den Stauraum in Lagern optimal zu nutzen. Allerdings machen die unregelmäßigen Formen vieler Pakete, insbesondere solche mit weichen Seiten wie Umschläge oder Taschen, diese Aufgabe zu einer Herausforderung.

Hintergrundbeleuchtung ist eine weit verbreutete Technik zur Volumenmessung. Hinter dem Paket wird eine Hochleistungs-Hintergrundbeleuchtung angebracht. Wenn das Licht das Paket durchdringt (falls es halbtransparent ist oder Lücken aufweist, wie beispielsweise bei weichen Paketen und dem Förderband), entsteht auf dem Bildsensor der Kamera ein klares Schattenbild des Pakets. Bei unregelmäßig geformten Gegenständen wie Möbeln oder Fahrrädern kommen strukturierte Lichtquellen zum Einsatz, beispielsweise Linienlaser. Der Laser projiziert ein Linienmuster auf die Oberfläche des Objekts. Da sich die Form des Objekts verändert, werden die Laserlinien verzerrt. Das maschinelle Sehsystem analysiert diese Verzerrung, um die dreidimensionale Form des Objekts präzise zu rekonstruieren und sein Volumen zu berechnen.

Beschädigungserkennung und Anomalieenerkennung bei Paketen

Die Gewährleistung der Integrität von Paketen während des Transports ist eine zentrale Herausforderung in der Logistik. Beleuchtung in der maschinellen Bildverarbeitung kann helfen, Schäden wie Risse in Kartons, Löcher in Plastiktüten oder Anzeichen von Flüssigkeitsaustritt zu erkennen.

Dunkelfeldbeleuchtung eignet sich gut zum Erkennen von Oberflächenfehlern. Dabei wird eine Lichtquelle in einem flachen Winkel eingesetzt, um das Paket zu beleuchten. Lichtstrahlen werden von der glatten Oberfläche des unbeschädigten Bereichs des Pakets weg von der Kamera reflektiert. Allerdings wird das Licht an einer Stelle mit einem Fehler, wie z. B. einem Riss oder einem Loch, in Richtung der Kamera gestreut und erscheint als heller Fleck vor dunklem Hintergrund. Um Anomalien wie Flüssigkeitsaustritt oder Rückstände von beschädigten Etiketten zu erkennen, können Mehrfarbenlichtquellen verwendet werden. Unterschiedliche Lichtfarben können den Kontrast bestimmter Substanzen verstärken. Eine rote Lichtquelle kann beispielsweise Flecken von gelblicher Flüssigkeit sichtbarer machen, während eine blaue Lichtquelle Rückstände hervorhebt, die nach dem Entfernen eines Etiketts zurückgeblieben sind.

Warenidentifikation und -klassifizierung in Lagern

In Großlagern ist die schnelle Identifizierung und Klassifizierung von Waren entscheidend für eine effiziente Lagerung und Wiederbeschaffung. Beleuchtung in der maschinellen Bildverarbeitung bietet hochkontrastige Beleuchtung, die die Merkmale der Waren hervorhebt.

Beispielsweise können bei Produkten unterschiedlicher Formen und Farben sorgfältig gestaltete Diffuslichtquellen die Objekte gleichmäßig beleuchten und es dem System der maschinellen Bildverarbeitung erleichtern, deren Eigenschaften zu erkennen. Durch die Analyse von Form, Farbe und Größe der Waren kann das System diese automatisch in verschiedene Kategorien einteilen und zu den entsprechenden Lagerplätzen weiterleiten. Dies beschleunigt nicht nur den Lagerungsprozess, sondern verringert auch das Risiko von Fehlstellungen.

Steuerung automatischer fahrerloser Transportsysteme (AGVs)

Automatisierte fahrerlose Transportsysteme (AGVs) finden in modernen Logistikanlagen zunehmend Verwendung. Beleuchtung in der maschinellen Bildverarbeitung kann AGVs dabei unterstützen, sich innerhalb der Lagerumgebung zu navigieren.

Durch die Bereitstellung gut beleuchteter Markierungen oder Fahrspuren kann das maschinelle Sehsystem des AGV seine Position und Ausrichtung genau erfassen. Beispielsweise können eine Reihe heller, gleichmäßig beabstandeter Lichter entlang des Bodens installiert werden, um die Wege zu kennzeichnen, denen die AGVs folgen sollten. Mit Hilfe der geeigneten Beleuchtungsbedingungen kann die Kamera des AGV diese Markierungen leicht erkennen und entsprechend ihren Kurs anpassen, wodurch eine reibungslose und präzise Bewegung innerhalb des Lagerhauses gewährleistet wird.

Fazit

Beleuchtung in der maschinellen Bildverarbeitung hat die Logistikbranche revolutioniert, indem sie genauere, effizientere und automatisierte Abläufe ermöglicht hat. Von der anfänglichen Sortierung von Paketen basierend auf Barcode-Lesungen bis hin zur sorgfältigen Überwachung der Paketintegrität und dem reibungslosen Betrieb von AGVs in Lagerhallen sind die Anwendungsmöglichkeiten vielfältig und weitreichend. Da die Logistikbranche weiter wächst und sich weiterentwickelt – begleitet von der zunehmenden Nachfrage nach kürzeren Lieferzeiten und höherer Servicequalität – wird die Rolle der Beleuchtung in der maschinellen Bildverarbeitung noch bedeutender werden. Zukünftige Entwicklungen könnten intelligentere Beleuchtungssysteme umfassen, die sich in Echtzeit an veränderte Umweltbedingungen und Objektmerkmale anpassen können, wodurch die Fähigkeiten der maschinellen Bildverarbeitung in der Logistik weiter verbessert werden.