Bildverarbeitung für präzise Industrieprozesse

Industrielle Bildverarbeitungs- und Messtechnik bildet eine Schlüsseltechnologie für automatisierte Produktions‑, Prüf‑ und Montageprozesse. Kameras und 3D‑Sensoren erfassen visuelle und räumliche Informationen, Algorithmen extrahieren daraus Lage, Form, Identität oder Qualität von Bauteilen. In der Praxis stehen Unternehmen vor der Herausforderung, Bildverarbeitungssysteme anwendungsoptimiert, genau und zugleich wirtschaftlich zu gestalten.

Stand der Technik

Viele industrielle Anwendungen setzen auf etablierte, regelbasierte Bildverarbeitungsverfahren oder punktuell auf KI basierte Ansätze. Regelbasierte Lösungen funktionieren gut in standardisierten Szenarien, stoßen jedoch bei komplexen Aufgaben an Grenzen. KI-basierte Verfahren können auch schwierige Aufgaben lösen, weisen jedoch Einschränkungen hinsichtlich geometrischer Präzisionsanforderungen, begrenzter Trainingsdaten und fehlender Aussagen zur Ergebniszuverlässigkeit auf.

Technologie

Die Forschungsgruppe „Machine Vision Metrology“ (MAV) vom Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF) befasst sich mit Methoden zur automatischen sensorbasierten Inspektion und Roboterführung. Die Forschenden kombinieren klassische Bildanalyse, geometrische Modellierung und KI Verfahren. Ziel ist es, Bildverarbeitungssysteme exakt auf die jeweilige Aufgabe abzustimmen, etwa zur Objekterkennung, Lagebestimmung, Vermessung oder Qualitätsinspektion. Ein Beispiel ist ein softwarebasiertes Kalibrierverfahren für kamerageführte Industrieroboter: Hier nutzt das Verfahren vorhandene Kameras, um über Bildaufnahmen eines Referenzmusters geometrische Parameter hochgenau zu bestimmen und das Robotermodell automatisch zu optimieren. Derselbe methodische Ansatz – Messen aus Bildern, Unsicherheiten bewerten, Modelle gezielt verbessern – lässt sich auch auf andere industrielle Anwendungen übertragen, etwa in der Inline Inspektion, 3D Formprüfung oder kamerabasierten Prozessüberwachung. 

Vorteile

Unternehmen profitieren von maßgeschneiderten Bildverarbeitungslösungen mit hoher Genauigkeit, Robustheit und transparenter Ergebnisqualität. Die Ansätze kommen meist ohne teure Spezialhardware aus, lassen sich in bestehende Systeme integrieren und sind auf unterschiedliche Sensoren, Anlagen und Anwendungsfälle übertragbar.

Optionen für Unternehmen

Das KIT sucht Partner für die anwendungsspezifische Zusammenarbeit. Im Rahmen von Kooperationsprojekten, Auftragsforschung oder Pilotanwendungen können Unternehmen die Expertise nutzen. Gemeinsam werden Bildverarbeitungsprobleme analysiert, geeignete Algorithmen entwickelt und prototypisch umgesetzt.