\documentstyle[din_a4,anwendungsbericht]{article}
\begin{document}
%\kooperationspartner{(in Kooperation mit Sentec)}
\kopf{12}

  \begin{center}
      \
      \epsfxsize=8.9cm
      \epsfbox{sentec-logo.ps}
    \end{center} 
\mbox{                                              % NICHT AENDERN !!
  \begin{minipage}[b]{5.6cm}                         % NICHT AENDERN !!
%BEGIN TEXT
  \vspace*{5mm}                                     
  Die Sentec GmbH entwickelt problemangepa"ste Gesamtl"osungen zur
  Automatisierung industrieller Fertigungsprozesse. In vielen
  F"allen ist zur Qualit"atskontrolle eine echtzeitf"ahige
  Bildverarbeitung oder Mu\-stererkennung erforderlich, um sofort
  Aussagen "uber die Produktqualit"at treffen zu k"onnen.  Dabei
  werden effizient implementierte Algorithmen je nach Anforderung
  auf Multiprozessorsystemen oder einem Netzwerk von PCs eingesetzt.
  \end{minipage}                                   % NICHT AENDERN !!
  \hspace{5.1mm}                                   % NICHT AENDERN !!
  \begin{minipage}[b]{8.5cm}                         % NICHT AENDERN !!
    \vfill
    \hbox{
      \hspace{10mm}
    \epsfxsize=8cm
    \epsfbox{sentec2-bild1.ps}
    }
    \vspace{0.2cm}
  \end{minipage}                                   % NICHT AENDERN !!
}


\section*{Bildverarbeitung zur Proze"sautomation}
%
Durch die Verf"ugbarkeit preiswerter extrem leistungsf"ahiger
Prozessoren ist heute eine automatische Steuerung und Kontrolle von
Produktionsabl"aufen durch {\em Bildverarbeitungsmethoden} m"oglich
geworden. F"ur viele Anwendungen reicht dabei oft schon ein einzelner
PC mit Frame-Grabber-Karte und CCD-Kamera aus. Eine Vernetzung
mehrerer Rechner "uber ein Ethernet-Kabel im Betrieb erlaubt eine
flexible Erweiterung auf ein verteiltes Multi-Prozessor-System sowie
das F"uhren einer zentralen Steuerung und Datenbank. Der Rechner vor
Ort hat die Aufgabe, die extreme Datenmenge, die ein eingescanntes
Farbbild beinhaltet, auf wenige aussagekr"aftige Parameter zu
reduzieren, also z.B.\ gewisse Muster zu erkennen, die dann "uber das
Netz "ubertragen werden k"onnen.


\section*{Automatisierung bei der F"asserverarbeitung}
%
Bierf"asser, die an die zugeh"orige Brauerei zur"uckgeschickt werden,
m"ussen in regelm"assigen Abst"anden gewartet werden. Dabei werden
unter anderem Ventildichtungen ausgetauscht und das Fa"s gereinigt.
Zur zuverl"assigen und kosteng"unstigen Durchf"uhrung dieser Wartung
ist es erforderlich, da"s f"ur jedes Fa"s ein vollst"andiges Protokoll
gef"uhrt wird, aus dem unter anderem ersichtlich wird, wann die
letzte "Uberpr"ufung stattgefunden hat und wie oft das Fa"s die Brauerei
seitdem verlassen hat.

Zu diesem Zweck haben die Brauereien sich auf einen Standard geeinigt
(``KEG-F"asser'') und jedem Fa"s eine eindeutige Nummer zugeordnet,
die als Siebensegmentziffern auf der Oberseite eingetragen sind.
Diese Schrift kann recht sicher maschinell gelesen werden, so da"s die
notwendigen Steuervorg"ange eingeleitet werden k"onnen (Aussortieren)
und ein Eintrag in eine Datenbank vorgenommen werden kann. Auf diese
Weise wird die Gesamtzuverl"assigkeit der Produktion stark erh"oht bei
gleichzeitiger Verringerung des Personalaufwandes.


\section*{Mustererkennung}
%
In Zusammenarbeit mit Sentec wurde ein leistungsf"ahiges
Bildverarbeitungssystem entwickelt, da"s F"asser mit einer hohen Rate
erkennen kann. Es werden dabei zun"achst mit einer industriellen
CCD-Kamera am Produktionsband mehrere Bilder pro Sekunde aufgenommen
und digitalisiert. Danach m"ussen in den vorliegenden Bildern die
Stellen ermittelt werden, die die wesentlichen Informationen
enthalten. Insbesondere soll erkannt werden, wann sich ein Fa"s
zentral unter der Kamera befindet und in welcher Orientierung es
vorliegt.

Da bei dieser Anwendung auf die Farbinformation verzichtet werden
kann, wird das Bild zun"achst in ein bin"ares Muster umgeformt, das
sehr viel schneller bearbeitet werden kann. In diesem Rahmen wurde
eine hochoptimierte Programmbibliothek zur Bearbeitung bin"arer Felder
und zur Erkennung bin"arer Muster entwickelt. Nach einer
Vorverarbeitungsstufe wird das Bild nach charakteristischen Punkten
abgesucht, um das Zentrum und den Rotationswinkel zu ermitteln.
Schlie"slich wird durch Methoden der Mustererkennung festgestellt, ob
es sich um ein Fa"s der richtigen Brauerei handelt und welche
Seriennummer es tr"agt.


\section*{Realisierung}
%
Zur Realisierung wird ein Pentium-Rechner mit 90 MHz, einem PCI-Board
sowie einem schnellen SCSI-Laufwerk eingesetzt.  Das von einer
CCD-Kamera gelieferte Bild (Aufl"osung 720x512 Pixel) wird in einem
Frame-Grabber mehrfach pro Sekunde digitalisiert.  Die
Triggerung auf ein Fa"s und die vollst"andige Analyse des Bildes kann
dann in etwa einer halben Sekunde erfolgen.  Falls noch h"ohere
Verarbeitungsraten gefordert sind, kann man leicht mehrere PCs
parallel arbeiten lassen und ganze Bilder per Ethernet an die
einzelnen Prozessoren verteilen.

Die zentrale Erfassung ("Uberwachung, Buchung, etc..) einer ganzen
Produktion mit eventuell mehreren unabh"angigen Bilderfassungssystemen
erfolgt auf einem weiteren Rechner, der zentral eine Datenbank f"uhrt.
Alle Komponenten sind "uber ein Ethernet miteinander verbunden und
tauschen Messages per Internet-Protokoll aus. Dies l"a"st eine sehr
flexible Erweiterung zu.

\noindent\rule{\textwidth}{1pt}
{\Large \bf Ansprechpartner}                       % NICHT AENDERN !!

\begin{tabbing}
Dipl.-Ing.~F.~J.~Hoppe  \hspace*{5cm} \= Dipl.-Phys.~Barthel Steckemetz\\
 \> Dr.\ Martin Neschen \\
Sentec GmbH \> \\
Software-Entwicklung f"ur \> Zentrum f"ur Paralleles Rechnen\\
parallele Rechnersysteme GmbH \> Universit"at zu K"oln \\
Hofstr.\ 137\> Weyertal 80\\
40723 Hilden \> 50931 K"oln\\
Tel.: 02103/80098 \> Tel.: 0221/470-6039 \\
Fax:  02103/80272 \> Fax: 0221/470-5160 \\
 \> E-Mail: steckemetz@ZPR.Uni-Koeln.DE \\ 
 \> \hskip8.5ex neschen@ZPR.Uni-Koeln.DE \\
\end{tabbing}

\noindent{Stand: 5.10.95}

\end{document}
