Für einen Münzgroßhändler haben wir ein Bildverarbeitungssystem zur Bestimmung der Position und Rotationslage unterschiedlicher Sammlermünzen für eine nachfolgende Spezialbedruckung entwickelt. Hierbei muss die Position mit einer Genauigkeit von 5/100 mm erkannt werden, da die Münzen sonst falsch bedruckt und damit unbrauchbar werden.

Die Münzen werden dem aus vier hochauflösenden 20MP GigE Monochrom-Kameras mit entsprechenden Objektiven bestehenden Bildverarbeitungssystem auf einem Tablar zur Verfügung gestellt. Das System erkennt anhand eines Matching-Verfahrens die Münzen und bestimmt deren Lage im Raum. Zur perfekten Ausleuchtung der Szene wird eine Kombination aus LED-Hintergrundbeleuchtungen und weißen diffusen LED-Linienbeleuchtungen eingesetzt. Die Verarbeitung erfolgt auf einem kompakten Bildverarbeitungsrechner mit 4 PoE GigE-Schnittstellen und Monitor. Verbaut ist das System in einer geschlossenen Box in die über eine Schublade unterschiedliche Münztablars eingelegt werden.

Softwareseitig besteht das System aus zwei separaten von phil-vision entwickelten Komponenten, die auf die Bildverarbeitungsbibliothek Halcon von MVTec aufsetzen:

coinTeach
Applikation, in welcher ein Modell der jeweils eingelegten Münze antrainiert und hinterlegt wird.

coinFinder
Applikation, mithilfe derer die auf dem Tablar abgelegten Münzen anhand des zuvor erzeugten Modells gefunden und deren Position und Rotation bestimmt wird.

In einem geschlossenen Aufbau schauen vier Kameras von oben auf ein definiertes Bildfeld. Über die Schublade wird ein vom Kunden gefertigtes schwarzes Tablar mit mehreren fixen Markern in das System geschoben. Das System ist aktuell auf zwei unterschiedliche Tablargrößen ausgelegt. Das große Tablar besteht aus vier Bereichen (ein Bereich pro Kamera), wobei ein vordefinierter Bereich für das Teaching vorgesehen ist. Hier wird die einzelne, jeweils neu anzulernende Münze aufgelegt und das Modell wird generiert. Zum Finden der Münzen mit ihrer jeweiligen Position und Rotation wird anschließend der gesamte Tablarbereich genutzt.

Sind Tablar und die zu trainierende Münze korrekt unter dem System platziert, wird mithilfe der coinTeach Applikation ein Matching-Modell der Münze angelernt. Anstelle des Kamerabildes kann optional ein zuvor generiertes binäres Druckbild für die Modellerstellung verwendet werden.

Nach erfolgtem Training wird der coinFinder gestartet und das zuvor gespeicherte Modell der zu findenden Münze geladen. Über die Suchfunktion werden nun die auf dem Tablar vorhandenen Münzen gefunden und ihre x- und y-Position sowie Rotation im Vergleich zum angelernten Modell ermittelt. Die Ergebnisse werden für jede Münze auf der Bedienoberfläche angezeigt und als CSV-Datei abgelegt. Die Informationen aus der CSV-Datei werden dann im Drucker genutzt, um die Münzen exakt zu bedrucken.