Schrotterkennung

Herzstück ist die Bilderkennung und -verarbeitung zur Steuerung der Maschine im Sortierprozess. - Bild: Framos

Ein ausgeklügeltes Bildverarbeitungssystem, das Zugriff auf Millionen Referenz-Bilder hat, ist für die Erkennung der jeweiligen Objekte zuständig. Durch das von Framos unterstützte Projekt mit LED-Blitzsteuerungen von Smartek Vision konnte Refind den Durchsatz seiner Maschine jetzt verdoppeln.

Elektronischen Abfall mithilfe von Kameras und Bildverarbeitungssystemen zu sortieren – diese Idee kam Refind schon sehr früh. Mittlerweile sind die Technologie und Algorithmen ausgefeilt. Herzstück ist die Bilderkennung und -verarbeitung zur Steuerung der Maschine im Sortierprozess. Batterien beispielsweise können in unterschiedlichen Formen daherkommen. Im Spektrum von 360° können die Batterien in den unterschiedlichsten Winkeln liegen, manchmal sind sie beschädigt oder verschmutzt. „In der Datenbank haben wir Informationen über 2 500 Arten von Batterien und über zwei Millionen Bilder“, beschreibt Farshid Harandi den Prozess.

Beim automatischen Erkennen von Objekten ist vor allem das Licht entscheidend. Will man die Größe eines Objekts messen, sind bei zu kurzer Belichtungszeit die Ränder nicht mehr gut zu sehen, erst mehr Licht und Kontraste sorgen für bessere Bilder. Darüber hinaus kommt es vor allem auf eine konstante Wiederholbarkeit an: Ist beispielsweise jeder zehnte Puls langsamer als die anderen Pulse, wird das Bild schlechter. Die Herausforderung besteht darin, in der Bildverarbeitung nicht nur äußerst akkurat zu sein, sondern zugleich mit einer sehr kurzen Belichtungszeit des Objekts auszukommen. Dafür eignet sich insbesondere LED-Licht.

„Mit den alten Beleuchtungs-Steuerungen ergab sich ein Stau, weil bei mehr Batterien weniger Belichtungszeit zur Verfügung stand. Wir brauchten also stärkeres Licht, um ein Freeze-Motion-Bild in der gleichen Qualität zu bekommen“, berichtet Harandi. Der Mechatronik-Leiter sah sich im Markt um und stieß dabei auf den LED Strobe Controller IPSC2 von Smartek Vision, der mit zwei Kanälen und als einziges Gerät überhaupt mit Hochspannungsimpulsen von bis zu 200 Volt arbeitet. „Mit der Smartek-Blitzsteuerung können wir viermal stärker beleuchten und nun mit 20 Batterien pro Sekunde doppelt so viel wie vorher sortieren“, sagt Harandi. Die neuen Maschinen sortieren eine halbe Millionen Batterien täglich, das entspricht einem Minimum von 600  K/h. Eigentlich ermöglicht der IPSC2-Controller sogar das Sortieren von einer Tonne pro Stunde, diese Kapazität wird jedoch genutzt, um problematische Batterien erneut zu erfassen.

Als weiteren wichtigen Grund für die Entscheidung nennt Harandi die Robustheit der Smartek-Blitzsteuerung: „Ich habe das Testgerät unter sehr schwierigen Bedingungen auf die Probe gestellt, mit harschen Temperaturunterschieden, Einfrieren und schnellem Ein- und Ausschalten – die Lichtqualität war dabei immer gegeben“. Als großen Pluspunkt bezeichnet er zudem die Schnittstelle mit weitgehenden Steuerungsmöglichkeiten für den Anwender: „Wenn es eine Limitation irgendwo auf dem Controller gäbe, würde man das sehen. Wichtig war für uns zudem, dass sich die Voltzahl verändern lässt und diese Funktion nicht wie bei anderen Controllern versteckt ist.“

Weil die Göteborger immer genau dieselben Lichtkonditionen brauchen, müssen sie genau wissen, was in der Steuerung vor sich geht. Ein wichtiger Bestandteil ist der Kondensator (Capacitor), eine sehr schnelle Batterie, mit der sich nach Wunsch langsam oder schnell die Energie extrahieren und in unterschiedliche Kanäle leiten lässt. Ganz ähnlich wie bei einem Eimer voll Wasser mit Löchern, kann beim IPSC2-Controller kontrolliert werden, durch welche Löcher wie schnell und stark das Licht kommt. Nach der ‚Ausschüttung‘ wird die Energie wieder aufgefüllt. Es gibt eine maxi­male Menge an Energie, die dabei nutzbar ist, ein wichtiger Wert, der darüber entscheidet, ob sich eine Anwendung umsetzen lässt.

Dabei wollte es Refind ganz genau wissen und hinterfragte bei Smartek Visions Distributor, dem Bildverarbeitungsspezialisten Framos, sehr genau: „Der Support übertraf unsere Erwartungen bei Weitem: Framos stellte uns etwa Excel-Sheets zur Verfügung, in denen wir jeweils Energieverbrauch und Wärmeverlust (heat dissipation) berechnen konnten. Indem wir verifizieren konnten, was bei einer bestimmten Konfiguration in der Steuerung passiert, konnten wir uns sicherer sein, dass wir immer wieder die gleichen Bedingungen reproduzieren können“, erzählt Harandi.

„Weil wir jetzt fähig sind, die Aus­gangsleistung effektiv zu simulieren, können wir geplante Sys­teme evaluieren, ohne sie vorher zu bauen“, nennt der Mechatro­nik-Experte einen weiteren Vorteil der Smartek-Lösung und des Fra­mos-Supports. Und das ist wichtig, denn die LED-Blitzsteuerungen sind zunehmend stärker in das Ge­samtsystem integriert. „Die Speed-Limits von Kamerasensoren werden immer höher, die Band­brei­te steigt und Schnittstellen ver­­­ändern sich – da muss alles an­dere mitwachsen. Die Nutzung von LED Strobe Controllern ist kei­ne Ausnahme mehr wie früher, sondern die Regel, weil sie schneller mehr Licht liefern und raschere, bessere Entscheidungen er­mög­li­­chen“, sagt der Mechatronik-Leiter.

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