Fraunhofer-Gesellschaft

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Flexible Echtzeitsimulationsumgebung für optische Schüttgutsortierung

 
: Heintz, Rüdiger; Struck, Günter; Burkhard, Matthias

:

Halang, Wolfgang A. (Hrsg.) ; Gesellschaft für Informatik -GI-, Fachausschuss Echtzeitsysteme; VDI/VDE-Gesellschaft Meß- und Automatisierungstechnik -GMA-, Düsseldorf; Informationstechnische Gesellschaft -ITG-:
Herausforderungen durch Echtzeitbetrieb. Echtzeit 2011 : Fachtagung des gemeinsamen Fachausschusses Echtzeitsysteme von Gesellschaft für Informatik e.V. (GI), VDI/VDE-Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) und Informationstechnischer Gesellschaft im VDE (ITG), Boppard, 3. und 4. November 2011
Berlin: Springer, 2012 (Informatik aktuell)
ISBN: 978-3-642-24657-9 (Print)
ISBN: 978-3-642-24658-6 (Online)
ISSN: 1431-472X
pp.131-140
Fachtagung Echtzeit <2011, Boppard>
German
Conference Paper
Fraunhofer IOSB ()
Schüttgut; Sortieren; Echtzeitbetrieb; Simulation; optische Sortierung; Bildsensor; Bildwiedergabetechnik; Kamera; Bildverarbeitungskarte; Simulator

Abstract
Die hohen Anforderungen an Datendurchsatz und Robustheit optischer Sortiersysteme erfordern umfangreiche Testzyklen. Derartige Sortiersysteme lassen sich einfach für viele unterschiedliche Sortieraufgaben parametrieren, die möglichst alle mit den Testzyklen abzudecken sind. Drehende Trommeln mit aufgeklebten Testbildern, die von Zeilenkameras abgetastet werden, stellen den Stand der Technik dar, sind jedoch unflexibel. Andere Testsysteme simulieren das Zeitverhalten von Sensoren oder Kameras, erfüllen aber nicht die wesentlichen Anforderungen für diese Testaufgabe. Es wird ein Simulationsverfahren vorgestellt, das mit Hilfe eines programmierbaren Framegrabbers erlaubt, den Testablauf flexibel zu gestalten und die Testzyklen unter Echtzeitbedingungen automatisiert ablaufen zu lassen. Die Simulationsumgebung stellt ein rudimentäres Modell eines Trommelsystems dar. Einfache Dauertests lassen sich dadurch ohne weiteres simulieren. Geht es jedoch darum, realistische Datenvariationen darzustellen, genügt es nicht, das gleiche Bild einfach fortlaufend zu wiederholen. Stattdessen sind auch die Datenvariationen abzubilden. Es sind daher zwei Modellerweiterungen vorgesehen. Grundlage einer ersten Modellerweiterungen stellt ein neuer Operator zur Erzeugung von Zufallsdaten dar. Die gleichverteilten Zufallsdaten sind in normalverteilte Daten umzurechnen und zu den Farbkanälen zu addieren, um das Kamerarauschen zu modellieren. Des Weiteren wird bei den Trommelsystemen eine Variation der Daten durch den freilaufenden Betrieb der Kamera erreicht. Die Trommeldrehung ist unabhängig von der Zeilenfrequenz der Kamera und zudem nicht exakt konstant. Somit werden unterschiedliche Positionen erfasst. Auch ohne Rauschen würde das Bild bei jeder Umdrehung unterschiedlich sein, Es entsteht eine Ortsunschärfe. Mittels einer spaltenweise Tiefpassfilterung kann eine Bewegungsunschärfe modelliert werden. Durch geeignete Variation der Filterkoeffizienten mittels Zufallsinformationen ergibt sich ein Modell für eine Ortsunschärfe. Es sind Erweiterungen vorgesehen, mit denen die Simulationsumgebung die Möglichkeiten des Trommelsystems deutlich übertrifft.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-225825.html