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OpticalStudio ist ein frei konfigurierbares Freeware-Linux-Programm mit adaptiven Segmentierungs-Algorithmen für optische Messungen und Vollständigkeitsprüfungen in der Industrie.

Die Konfiguration von Mess- und Prüfaufgaben erfolgt vollständig über die Bedienoberfläche des Programms. Bei vorhandenen Bildern kann die Konfiguration „offline“ erfolgen. Für die bessere Optimierung der Messprozesse werden stets die Laufzeiten der Algorithmen ermittelt und angezeigt.

Geschichte

In den Jahren 2007-2009 programmierte Jürgen Falk eine optische Mess-Maschine für einen Automobilzulieferer. Nach dem Projektabschluss und Analyse von Verbesserungsmöglichkeiten entschied er sich ein neues Programm zu schreiben mit Konfigurationsmöglichkeiten und adaptiven Segmentierungsalgorithmen. Das Programm bekam den Namen OpticalStudio und ist in den Jahren 2010-2013 entwickelt worden. Mehr zu den gesetzten Zielen, die alle umgesetzt sind, steht auf seiner Homepage. Geschrieben ist das Programm für Firmen, die gerne fertige Lösungen einsetzen. Interessant ist es für alle, die Photogrammetrie studieren oder im Beruf benutzen.

Softwarebeschreibung

Mit der Freeware-Version kann der volle Softwareumfang im Offline-Modus genutzt werden. Die Software kennt zwei Modi – Messen und Prozess-Konfiguration. Beides kann wie „offline“ so auch „online“ ausgeführt werden. Das Wechseln zwischen „Offline“ und „Online“-Modus bedarf keiner Einstellung, weil dies vom Programm automatisch erkannt wird. Deshalb können Projekte auch in einer Mischung von beiden Modi konfiguriert werden.

OpticalStudio bietet ca. 100 Segmentierung-Methoden an. Etwa die Hälfte wurde von „OpenCV“ übernommen, der Rest wurde eigenhändig entwickelt. Bei den eigenen Methoden handelt es sich überwiegend um Methoden, die bei schlechten Messbedingungen (Beleuchtung, Kratzer, Dellen und Spiegelungen) ein Merkmal im Bild sicher finden. Viele dieser Algorithmen erlauben genaue optische Messungen bei stark schwankenden Bildmerkmalen und bei Bildern mit schlechter oder ungleichmäßiger Beleuchtung.

Einblick in eigene Algorithmen

Im Programm gibt es viele Algorithmen und eine umfassende Beschreibung von allen würde den Rahmen des Artikels sprengen. Deshalb sind hier nur zwei Algorithmen kurz vorgestellt.

Bildverbesserung

Optische Messungen bei laufender Produktion sind immer mit Schwierigkeiten verbunden, weil frisch gefertigte Bauteile verschiedene Fehler aufweisen. Deshalb werden die Bilder von solchen Bauteilen vor der Segmentierung gerne gefiltert, zum Beispiel mit dem Gauss-Filter. Wenn bei optischen Messungen nur die Position des Merkmals zu bestimmen ist, dann ist dieser Filter, bei einer Glättungsregion von 3x3 Pixel, eine gute Lösung. Bei größeren Regionen sinkt die Korrelation zwischen den optischen Messungen und der des Messraums. Bei der Messung von Durchmesser konnte der Gauss-Filter zu unakzeptablen Verfälschungen führen, weil er Kanten in Hell-Richtung verschiebt. Zur Lösung dieses Problems ist für OpticalStudio ein Vector-Filter entwickelt worden, der das Bauteil glättet und keine Kanten verschiebt.

Kantenfindung bei schlechter Beleuchtung

Technische Details

Die Oberfläche des Programms ist auf Englisch. Das Programm ist in C++ geschrieben und benutzt die Qt-, Boost-, Stl- und OpenCV–Bibliotheken. Vor der Benutzung des Programms müssen Projekt-, Process- und „Offline“-Ordner festgelegt werden. Mit dem Programm kann eine faktisch unbegrenzte Anzahl von Projekten verwaltet werden und jedes Projekt kann eine faktisch unbegrenzte Anzahl von Prozessen haben. Mit der Software ist es möglich, mit mehreren Kameratypen gleichzeitig zu arbeiten.

Weblinks

Einzelnachweise

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