Beschreibung

Verfahren und Objektbearbeitungssystem zum Erstellen eines Modells eines Objektes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen eines Modells eines Objektes, wobei ein Muster eines zu erkennenden, relevante Merkmale aufweisenden Objekts in Form eines Musterbildes automatisch eingelernt und auf einer Anzeige dargestellt wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Objektbearbeitungssystem, welches zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.

Es ist bekannt, zur Erkennung von Objekten mittels eines Objekterkennungssystems zunächst das Bild eines zu suchenden Musters in Form eines Musterbildes einzulernen und anschließend aufgenommene Bilder von Objekten, so genannte Objektbilder, mit dem Musterbild zu vergleichen, wobei ein entsprechender Qualitätswert bei dem Vergleich als Maß der über- einstimmung bestimmt wird.

Objekterkennungssysteme, beispielsweise so genannte trainierbare Bildverarbeitungssensoren für die Objektfindung und -prüfung, erstellen gewöhnlich automatisch ein Modell eines realen Objektes. Dazu sucht ein Algorithmus relevante Merkmale des aufgezeichneten Objektes, wobei meistens als relevante Merkmale Kanten des Objekts vorgesehen sind. Dabei kann es vorkommen, dass die Kanten fehlerhaft ermittelt werden, insbesondere wenn das aufzuzeichnende Objekt Kratzer aufweist oder durch eine ungünstige Beleuchtung bewirkte Schatten oder Glanzstellen auf dem Objekt durch eine Bildaufnahmevorrichtung mit aufgezeichnet werden, wodurch während einer Aus- werte-Betriebsart Objekte nicht erkannt oder sonstige Fehlentscheidungen getroffen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches diese Nachteile vermeidet. Darüber hinaus ist ein Objektbearbei-

tungssystem zu schaffen, welches zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.

Im Hinblick auf das Verfahren wird die Aufgabe dadurch ge- löst, dass durch einen Anwender mittels einer Bedienvorrichtung zur Erstellung des Modells fehlende relevante Merkmale dem Musterbild hinzugefügt und/oder nicht eindeutig erkannte relevante Merkmale des Musterbildes als relevant gekennzeichnet und/oder nicht zum Objekt gehörige relevante Merkmale des Musterbildes gelöscht oder markiert werden. Im Hinblick auf das Objektbearbeitungssystem wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 2 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhaft ist, dass das Musterbild nachträglich durch einen Anwender geändert werden kann. Dadurch sind beispielsweise durch Schattenbildungen, Kratzer im Objekt oder Glanzstellen auf dem Objekt verursachte, fehlerhaft ermittelte Kanten korrigierbar. Es wird ermöglicht, nicht eindeutig erkannte relevante Merkmale im Musterbild als relevant zu kennzeichnen oder fehlende relevante Merkmale in das Musterbild einzufügen, wodurch ein im Wesentlichen fehlerfreies Modell des Objekts bzw. fehlerfreies „modifiziertes Musterbild" geschaffen wird. Dieses im Wesentlichen fehlerfreie Objektmodell bzw. dieses fehlerfreie modifizierte Musterbild erleichtert die Auswertung von Objektbildern, welche im Rahmen von an sich bekannten Objekterkennungsverfahren mit dem Objektmodell verglichen werden. Dabei wird ein Gesamtqualitätswert bestimmt, welcher ein Maß für eine übereinstimmung eines Objekts mit dem Muster repräsentiert.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist, werden im Folgenden die Erfindung, deren Ausgestaltungen sowie Vorteile näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Objektbearbeitungssystems, Figur 2 ein aufgezeichnetes Objekt und

Figur 3 Bearbeitungsschritte zum Erstellen eines Modells.

In Figur 1 ist mit 1 ein Objektbearbeitungssystem bezeichnet, welches mit einer Bildaufnahmeeinheit 2 und mit einer mit der Bildaufnahmeeinheit 2 in signaltechnischer Wirkverbindung stehenden Bildverarbeitungseinheit 3 versehen ist. An die Bildverarbeitungseinheit 3 ist eine Bedienvorrichtung 4, z. B. eine Bedienvorrichtung in Form einer so genannten Maus, und eine Anzeige 5 angeschlossen, auf welcher ein von der Bildaufnahmeeinheit 2 aufgenommenes Muster- oder Objektbild eines z. B. auf einem Förderband 6 befindlichen Objektes 7 darstellbar ist. Die Bildverarbeitungseinheit 3 weist ein an sich bekanntes Software-Modul 8 zum automatischen Einlernen eines Musters des Objektes 7 auf, wobei im Folgenden angenom- men wird, dass als relevante Merkmale des Objektes 7 die Objektkanten dienen und das Software-Modul 8 ein Musterkantenbild erzeugt. Die Bildverarbeitungseinheit 3 ist ferner mit einem Software-Modul 9 versehen, welches über ein weiteres Software-Modul 10 mit dem Software-Modul 8 in Wirkverbindung steht. Dabei übermittelt das Software-Modul 8 dem Software- Modul 10 das Muster des Objekts 7, welches durch das Software-Modul 9 modifizierbar ist. Dazu ermöglicht das Software- Modul 9 eine interaktive Benutzerführung, wobei einem Anwender unterschiedliche Funktionen zum Bearbeiten des Musters bereitgestellt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Anwender fehlende relevante Merkmale (Objektkanten) im Musterbild dem Musterbild hinzufügt und/oder nicht eindeutig erkannte relevante Merkmale im Musterbild als relevant in diesem kennzeichnet und/oder nicht zum Objekt gehörige rele- vante Merkmale im Musterbild in diesem löschen oder markieren kann. Zur Unterstützung der interaktiven Benutzerführung übermittelt das Software-Modul 8 der Anzeige 5 das Objektbild und dazu diesem Objektbild überlagert das Musterkantenbild, wodurch dem Anwender Modifikationen am Musterkantenbild vi- suell darstellbar sind. Für den Fall, dass die Modifikationen und somit die Modellerstellung abgeschlossen ist, was der Anwender durch eine entsprechende Bedieneingabe dem Software- Modul 9 anzeigt, übermittelt das Software-Modul 10 das modi-

fizierte Musterkantenbild (Modell) einem Auswerte-Modul 11. Dieses Auswerte-Modul 11 vergleicht in einer Auswerte- Betriebsart im Rahmen eines Objekterkennungsverfahrens das Objektmodell mit von der Bildaufnahmeeinheit 2 aufgezeichne- ten Bildern von Objekten, die beispielsweise auf einem Förderband transportiert werden. Das Auswerte-Modul 11 braucht nicht Bestandteil des Objektbearbeitungssystems 1 zu sein, sondern kann Teil eines separaten Objekterkennungssystems sein. Diesem kann das Objektmodell durch das Objekt- bearbeitungssysterα 1 online übermittelt oder durch einen Datenträger zugeführt werden, wobei zur Auswertung von Objektbildern dem ObjekterkennungsSystem die Bildaufnahmeeinheit 2 oder eine sonstige geeignete Bildaufnahmeeinheit die Objektbilder überträgt.

Im Folgenden wird angenommen, dass die Bildaufnahmeeinheit 2 ein Objekt 12 (Figur 2) aufgenommen und dem Software-Modul 8 des Objektbearbeitungssystems 1 übermittelt hat. Aufgrund von störenden Einflüssen, z. B. störende Einflüsse in Form von Schattenbildungen, Kratzer im Objekt oder Glanzstellen auf dem Objekt, sind eine Glanzstelle 13, eine Kante 14 unvollständig sowie Kanten 15, 16 vollständig aufgezeichnet. Darüber hinaus ist eine weitere Kante 17 (gestrichelt gezeichnet) undeutlich aufgezeichnet.

Aus dem aufgezeichneten Objekt 12 ermittelt das Software- Modul 8 automatisch das Musterkantenbild 18 (Figur 3) , wobei das Software-Modul 8 die Kante 14 nur teilweise, die Kante 17 gar nicht ermitteln konnte und ferner die nicht erwünschten Kanten der Glanzstelle 13 als relevante Kanten 26 erkennt. Sowohl das Musterkantenbild 18 als auch das Objektbild 12 wird auf der Anzeige 5 (Figur 1) dargestellt und der Anwender kann in Bearbeitungsschritten mittels der Bedienvorrichtung 4 und dem Software-Modul 9 interaktiv das Musterkantenbild 18 ändern. Dazu zeichnet im vorliegenden Beispiel der Anwender in einem ersten Bearbeitungsschritt eine der fehlenden Kanten 17 entsprechende Kante 19 in das Musterkantenbild 18 ein, in einem zweiten Bearbeitungsschritt vervollständigt der Anwen-

der eine der Kante 14 entsprechende Kante 20 und in einem weiteren Bearbeitungsschritt löscht oder markiert mit einer Kennzeichnung 22 der Anwender eine der Glanzstelle 13 entsprechende Kante 21. Die Modifikation ist abgeschlossen und das Software-Modul 10 übermittelt ein modifiziertes Musterkantenbild bzw. Modell 23 dem Auswerte-Modul 11, wobei für den Fall, dass die der Glanzstelle 13 entsprechende Kante 21 mit der Kennzeichnung 22 versehen ist, das Auswerte-Modul 11 diese Kante als unbedeutende Kante bewertet und für eine Auswertung von Objektbildern nicht berücksichtigt.

Die Module 8, 9, 10 brauchen nicht als Software-Module ausgebildet zu sein, diese können selbstverständlich auch hard- ware-technisch verwirklicht werden.