Nicht-Herstellende Industrie: Anwendungsbeispiele
Die Anwendungen der Vision-Technologien von AUGUSTA sind vielfältig. Die nachfolgenden Case-Studies präsentieren Ihnen einige unserer Möglichkeiten im Bereich der Nicht-Herstellenden Industrie.








































































































Landwirtschaft: Unkrautbekämpfung

Hightech für die Landwirtschaft

Digitale Bildverarbeitung wird in der Landwirtschaft bisher kaum eingesetzt. Doch das könnte sich bald ändern: In den Niederlanden wurde jetzt gezeigt, wie die Technologie bei der Unkrautbekämpfung helfen kann. Maßgeblichen Anteil daran hat die AUGUSTA-Tochter Allied Vision Technologies.

Die Niederlande sind für ihre fortschrittliche Landwirtschaft bekannt. So verwundert es nicht, dass sich Forscher der Abteilung Landwirtschaftstechnologie der Universität Wageningen dem Problem der Unkrautvernichtung angenommen haben. In einem über fünf Jahre laufenden Projekt ging es darum, Unkrautkartoffelpflanzen auf dem Feld zu erkennen und gezielt zu bekämpfen, ohne die ganze Ackeroberfläche zu kontaminieren. Schnell stellte sich heraus, dass ein Bildverarbeitungssystem optimal geeignet ist, um die Pflanzen auf dem Feld zu erkennen und anschließend gezielt zu besprühen.

Mit Unterstützung des niederländischen Bildverarbeitungsspezialisten Data Vision, Allied Vision Technologies‘ Vertriebspartner in Benelux, entwickelten die Forscher ein mobiles System, das von einem Traktor geschleppt werden kann. Dieser Riesenscanner erfasst die Bodenoberfläche und erkennt die Unkrautkartoffelpflanzen.

Hierzu werden zwei FireWire-Digitalkameras von Allied Vision Technologies eingesetzt, die für den zuverlässigen Einsatz unter erschwerten Bedingungen geradezu prädestiniert sind. Außerdem lassen sich die AVT-Kameras besonders einfach individuell konfigurieren. Beide Kameras sind mit einem 2-Megapixel Sensor ausgestattet; dabei handelt es sich bei der einen Kamera um eine Farbversion, bei der anderen um eine infrarotempfindliche Monochromvariante. Die Kameras erfüllen zwei Voraussetzungen: Zum einen die Lokalisierung der Pflanzen auf dem Erdhintergrund; zum anderen die Identifizierung der Pflanzen als Unkraut oder Nutzpflanze.

Für optimale, vergleichbare Bilder der Bodenoberfläche sind die Kameras in einem nach unten offenen Kasten montiert, in dem fünf Xenon-Scheinwerfer für eine kontrollierte Beleuchtung sorgen. An einem der Räder des Anhängers ist außerdem ein Entfernungsmessgerät installiert, um die genaue Position des Bilds auf dem Feld zu dokumentieren.

Die aufgenommenen Bilder müssen dann direkt ausgewertet werden. Dafür ist ein lernfähiges System im Einsatz, das über Farb- und Infrarotmerkmale der Pflanzen zwischen Unkraut und Nutzpflanze unterscheiden kann. Ist das unerwünschte Gewächs identifiziert, wird es mit einem Mikrosprayer besprüht, der nur kleine Mengen des Herbizids direkt auf die Blätter des Unkrauts aufbringt.
Das Projekt ist ein voller Erfolg. Zum ersten Mal wurde eine automatisierte Lösung entwickelt, um Unkrautkartoffeln zu beseitigen. Durch das gezielte Besprühen der unerwünschten Pflanzen werden große Mengen von bisher verschwendeten Herbiziden eingespart und die Kosten reduziert.

Industrieunternehmen zeigen bereits Interesse an dem System. Allerdings muss es noch weiterentwickelt werden, um nicht nur Wildkartoffeln, sondern auch andere Unkrautformen zu bekämpfen und dadurch für Bauern noch attraktiver zu sein. Darüber hinaus arbeitet ein zweites Forschungsteam der Universität Wageningen an einem anderen automatischen Unkrauterkennungssystem mit AVT-Kameras. Dieses bespritzt die unerwünschten Pflanzen nicht mit Pestiziden, sondern entfernt sie mechanisch – dadurch ist das System auch für die Bio-Landwirtschaft geeignet.

Media/Entertainment: Werbung

AVT-Kamera sorgt für Werbesensation auf Times Square

Ein riesiger Werbebildschirm unterhält Passanten dank Bildverarbeitung:

Die in den USA bekannte Modegeschäftskette Forever 21 eröffnete am 25. Juni 2010 ihren neuen Flagship-Store am Times Square, New Yorks bester Adresse in Manhattan. Das über 8.300 m² große Einkaufsparadies ist mit mehreren sogenannten Digital Signage Displays – also digitalen Werbebildschirmen – ausgestattet. Der Clou ist der 18m hohe Riesenbildschirm an der Fassade, dessen interaktives Werbekonzept auf dem Einsatz einer Allied Vision Technologies-Digitalkamera beruht, einer Digitalkamera mit doppeltem Gigabit-Interface. Die Kamera ist mit einer Motorlinsensteuerung ausgestattet und ist dank ihres durchdachten Wärmeableitungs-Konzepts für den Einsatz im Außenbereich besonders geeignet.

Innovation in interaktiven Werbeanzeigen

Die Kamera ist oberhalb des LED-Bildschirms vom Displayspezialisten D3 LED montiert und erfasst ein hochauflösendes Live-Bild der Menschen, die auf dem Platz auf die Anzeige schauen. Dank einer Bildverarbeitungssoftware erkennt der Systemcomputer die Menschen im Bild und generiert in Echtzeit Effektvideos, die die Zuschauer in vorprogrammierten Szenen einblenden. Dabei erscheinen überdimensionierte Models im Straßenbild, die mit dem Publikum spielen und interagieren, indem sie etwa mit der Polaroid-Kamera Fotos von ihm macht oder sich einzelne Personen schnappen, um sie in der Einkaufstasche oder dem Hut verschwinden zu lassen.

Das System bedient sich der Sicherheits- und Überwachungstechnologie, um Menschen in einer Straßenlandschaft von Objekten wie Straßenlaternen zu unterscheiden, und innerhalb einer Menge einzelne Personen automatisch zu erkennen. So werden zum Beispiel Kunden von Forever 21, die an der speziellen gelben Einkaufstasche erkannt werden können, prioritär in Szene gesetzt.

Medizintechnik

Sicher und genau bei Diagnose und Behandlung

Sicherheit und höchste Genauigkeit stehen bei der Diagnose und Behandlung von kranken Menschen an erster Stelle. Dank modernster Technik und Behandlungsmethoden kann das medizinische Personal heute auf Systeme zurückgreifen, die es bei seiner täglichen Arbeit unterstützen und entlasten.

Hochauflösende Digitalkameras von AVT werden beispielsweise in ophthalmologische Untersuchungsgeräte eingesetzt, mit denen sich Augenkrankheiten diagnostizieren lassen. Die Kamera dient der Abbildung und Dokumentation des Augenhintergrunds und unterstützt damit den Diagnoseprozess im Hinblick auf Sicherheit und Ergebnis für den Patienten. Die Daten können außerdem digital an den weiterbehandelnden Arzt gesendet werden, was wiederum zu mehr Sicherheit und Kosteneffizienz führt.

Aus den USA kommen zwei andere spektakuläre Anwendungen aus der Medizintechnik, die die Bildverarbeitung zur Erstellung von 3D-Modellen von Körperteilen nutzen. So entwickelte die AVT für einen amerikanischen Kunden eine miniaturisierte Digitalkamera, die zum Scannen der Kiefergeometrie von Zahnarztpatienten eingesetzt wird. Das Gerät hat etwa die Form einer elektrischen Zahnbürste und wird in den Mund des Patienten eingesetzt. In kurzer Zeit entsteht ein 3D-Modell des Kiefers, dessen Daten zur Herstellung von Kronen oder sonstigen Zahnprothesen verwendet werden können. Es entfällt das für den Patienten unangenehme Zubeißen in einer Abdruckpaste und dank der digitalen Übertragung der Daten erfolgt die Prothesenherstellung viel schneller und präziser.

3D-Modelle werden auch für die kosmetische Chirurgie eingesetzt: Ein 3D-Scanner erfasst mithilfe von AVT-Digitalkameras ganze Körperteile eines Patienten, wie zum Beispiel das Gesicht oder den Torso. Mit dem 3D-Modell können Ärzte zusammen mit dem Patienten bzw. der Patientin den Eingriff planen und dessen Ergebnis simulieren.
 
Motion Capture ist eine weitere Bildverarbeitungstechnologie, die in der Medizintechnik Einsatz findet. Kinofans kennen den Begriff aus der 3D-Animationstechnik: Ein Schauspieler trägt einen speziellen mit Markierungen versehenen Overall und spielt eine Szene vor der Kamera. Seine Bewegungen werden über eine Bildverarbeitungssoftware an eine virtuelle 3D-Figur übertragen – etwa ein computergenerierter Alien, der dann in der Filmszene digital eingebaut wird. Diese Erfassung der Bewegungen eines Menschen über eine Kamera wird auch in der Medizin für die orthopädische Diagnose bzw. Behandlung verwendet. Hochgeschwindigkeitskameras von Allied Vision Technologies werden in einem solchen System eingesetzt. Der Patient läuft vor einer oder mehreren Kameras. Die erfassten Bilder werden von einer speziellen Software analysiert und mit Standardwerten verglichen. Aus diesen Daten können Ärzte schneller und zuverlässiger die Ursache einer Störung im Bewegungsapparat erkennen. Es können auch Vergleiche zwischen, vor und nach einer Operation gemacht oder die Fortschritte einer Rehabilitationsmaßnahme über die Zeit protokolliert werden. Das System wird auch zur Entwicklung von Prothesen eingesetzt, um eine möglichst natürliche Bewegung zu erzeugen, ohne dass veränderte Gewicht- und Kraftverteilungen sich auf den restlichen Bewegungsapparat negativ auswirken.

Diese Beispiele zeigen, dass sich AVT bereits erfolgreich in der Medizintechnik etabliert hat. Neue Anwendungsfelder sind sehr breit gefächert und versprechen auch zukünftig ein solides Wachstum mit Vision Technology im Bereich der Medizintechnik.  

Energiewirtschaft

Der Sonne entgegen

Sonnenenergie ist mittlerweile ein wesentlicher Pfeiler in der Energiewirtschaft. Die Bedeutung steigt und damit auch die optimale und effiziente Nutzung.

In solarthermischen Kraftwerken wird Sonnenenergie in nutzbare, umweltfreundliche Energie umgewandelt. Bevorzugt stehen die Anlagen deshalb in Regionen, in denen die Sonneneinstrahlung das ganze Jahr über sehr hoch ist – wie zum Beispiel in der südkalifornischen Wüste. Hier steht das derzeit erste solarthermische Kraftwerk, das kommerziell genutzt wird und rund 4.000 Haushalte mit sauberer Energie versorgt. Spezialkameras der AUGUSTA-Tochter Allied Vision Technologies sorgen dafür, dass die Sonnenreflektoren immer optimal zur Sonne stehen.

In der Anlage stehen 24.000 Spiegel zur Reflektion des Sonnenlichts. Die Spiegel werden so gesteuert, dass sie die Sonne verfolgen und ihr Licht auf ein Ziel reflektieren. Das konzentrierte Licht erhitzt Wasser in einem thermischen Absorber. Der mit dieser Hitze erzeugte Wasserdampf, wird in eine Turbine geleitet, die einen Generator antreibt.

Da die Sonne den Tag über wandert, müssen die Spiegel immer so ausgerichtet werden, dass sie das Licht optimal reflektieren. Hier kommen die digitalen Hochleistungskameras der AUGUSTA-Tochter Allied Vision Technologies ins Spiel, die dafür sorgen, dass die Spiegel immer im richtigen Winkel zur Sonne stehen.

Zentrales Element der Anlage ist die Bildverarbeitung. Sobald das System die Bestätigung erhalten hat, dass ein Spiegel seine optimale Position erreicht hat und auf das Ziel zeigt, nimmt die Kamera ein Bild auf. Eine Software steuert Auslösung, Belichtung, Verstärkung und Verarbeitung der Bilder. Alle diese Funktionen werden so eingestellt, dass das bestmögliche Abbild der reflektierten Sonne erzielt wird.

Ein perfekt ausgerichteter Spiegel reflektiert während des Tages beständig das Sonnenlicht auf das Zentrum des Ziels. Wenn sie auf den Bildern der Kameras eine Abweichung erkennen, werden die Spiegel dank Bildverarbeitungssoftware automatisch neu ausgerichtet.