Anwendungsbericht: Augmented-Reality-Lösung mit der uEye XS Mini-Industriekamera, Überblick



Beschreibung

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte: Getreu diesem Motto hat die KNAPP AG ein audiovisuelles Support-System entwickelt, das z. B. bei der Störfallbehebung oder bei Wartungsarbeiten zu einer schnelleren Fehlerbehebung und damit zu einer höheren Verfügbarkeit führt. Ein futuristisch anmutendes Headset mit See-Through-Display und integrierter IDS-Kamera bildet das zentrale Element des tragbaren Systems, das den Servicemitarbeiter vor Ort live mit der Supportzentrale über ein Cloudsystem verbindet.


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Titelbild

Höhe: 13cm

Breite: 21 cm







Der siebte Sinn im Service

Augmented-Reality-Lösung mit der uEye XS Mini-Industriekamera

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte: Getreu diesem Motto hat die KNAPP AG ein audio-

visuelles  Support-System  entwickelt,  das  z.  B.  bei  der  Störfallbehebung  oder  bei

Wartungsarbeiten  zu  einer  schnelleren  Fehlerbehebung  und  damit  zu  einer  höheren

Verfügbarkeit  führt.  Ein  futuristisch  anmutendes  Headset  mit  See-Through-Display  und

integrierter  Kamera  bildet  das  zentrale  Element  des  tragbaren  Systems,  das  den

Servicemitarbeiter vor Ort live mit der Supportzentrale über ein Cloudsystem verbindet.

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In  das  Headset  verbaut  KNAPP  eine  der  kleinsten

Industriekameras,  die  derzeit  am  Markt  erhältlich  ist:

Die  uEye  XS  von  IDS.    Die  robuste  Kamera mit  USB

2.0  Anschluss  wiegt  nur  12  g,  ist  weniger  als  einen

Kubikzoll  klein  und  sorgt  mit  5  MPixel  Auflösung,

Autofokus  und  mit  den  Automatik-Features  einer

gängigen Digicam unter nahezu allen Bedingungen für

gestochen scharfe Bilder.

Mit KiSoft WebEye, so der Name des Systems, ebnet

KNAPP den Weg für den siebten Sinn im Service und

setzt  dabei  ganz  auf  Augmented  Reality.  Realität  und

virtuelle  Information  verschmelzen  auf  dem  See-

Through-Display  des  Headsets  und  ermöglichen  eine

schnelle

und

effiziente

Zusammenarbeit

des

Technikers vor Ort mit der Supportzentrale.

KiSoft

WebEye:

Headset

mit

Minikamera,  See-Through-Display,

Kopfhörer, Mikrofon und Weste.

KNAPP  setzt  das  System  im  eigenen  Haus  zur

Verbesserung seiner Supportleistungen ein, bietet das

System  aber  auch  auf  dem  Drittmarkt  an.  Mit  ca.

2.700  Mitarbeitern  und  über  466  Millionen  Euro

Umsatz  zählt  die  im  österreichischen  Hart  bei  Graz

beheimatete

KNAPP

AG

zu

den

weltweiten

Marktführern  unter  den  Anbietern  intralogistischer

Komplettlösungen  und  automatisierter  Lagersysteme

für verschiedene Branchen.

KiSoft  WebEye  besteht  aus  einem  Headset  mit

Minikamera,  See-Through-Display,  Kopfhörer  und

Mikrofon  sowie  einer  Weste  mit  tragbarem  PC,  Akku

und  einer  kabellosen  Minitastatur.  Tritt  bei  einem

KNAPP-Kunden ein Störfall auf oder ist eine Wartung

durchzuführen,  eilt  ein  Kundentechniker  dorthin,

„schnallt“ sich das System um und verbindet sich mit

einem  Klick  mit  der  Servicezentrale.  Über  die

Headset-Kamera können  dann  die  Experten  live  alles

sehen,  was  der  Techniker  vor  Ort  auch  sieht  und  per

Mikro/Kopfhörer mit ihm kommunizieren.

Augmented-Reality-Lösung mit der uEye XS



Bild









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Gearbeitet wird im NIR-Bereich; die

Industriekamera  der  LE-Serie  von

IDS weist hier eine besonders hohe

Empfindlichkeit auf.

Augmented-Reality-Lösung mit der uEye XS

Durch  das  See-Through-Display  wiederum  sieht  der

Techniker  vor  Ort  das  Bild,  das  auch  der  Hotline-

Mitarbeiter in der Zentrale gerade vor sich hat, was die

Kommunikation weiter verbessert. Außerdem kann der

Hotline-Kollege  zusätzliche  Informationen,  wie  zum

Beispiel  Skizzen,  Videos  oder  Anleitungen,  auf  dem

See-Through-Display  zur  Verfügung  stellen.  Diese

Informationen werden am KiSoft WebEye Display des

Technikers  eingeblendet,  so  dass  das  Auge  das

Tätigkeitsfeld  nie  verlassen  muss  und  er  sich  voll  auf

den  aktuellen  Arbeitsschritt  konzentrieren  kann.

Missverständnisse,  wie  sie  bei  der  Störfallbehebung

per  Telefon  auftreten  und  die  zu  Zeitverzögerungen

oder  gar  einer  Fehlbedienung  führen  können,  werden

durch  den  Einsatz  dieses  Systems  von  vornherein

ausgeschaltet.  Außerdem  erlaubt  die  Kamera  das

Aufzeichnen

von

Systemabläufen

sowie

von

Serviceeinsätzen,

z.B.

für

einen

einfachen

Wissenstransfer.

Für das

„Wearable System“ und das Headset, mit dem

sich  der  Servicetechniker  ohne  Einschränkungen

bewegen  kann  und  beide  Hände  frei  hat,  suchte man

bei  KNAPP  eine  möglichst  kleine  und  leichte  Kamera

mit  Autofokus,  die  zudem  mit  den  Vorteilen  einer

Industriekamera,

wie

Robustheit

(IP30)

und

langfristige Verfügbarkeit, aufwarten kann.

Die  uEye  XS  von  IDS

–  weltweit führender Hersteller

von  USB-Industriekameras  -  schafft  diesen  Spagat.

Sie  ist  eine  der  kleinsten  Industriekameras  der  Welt,

nur  12  Gramm  leicht  und  weniger  als  einen  Kubikzoll

klein  (ca.  23  x  26,5  x  21,5  mm).  Trotz  dieser

minimalen  Abmessungen  glänzt  der  Winzling  mit

einem

schnellen

Autofokus

und

vielen

Automatikfunktionen,  die  sonst  nur  in  gängigen

DigiCams des Consumer-Markts zu finden sind.

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Ob  Autofokus,  digitaler  Zoom,  15

Bilder  pro  Sekunde  im  JPEG-

Modus

–  die  XS  lässt  keine

Nutzerwünsche offen.

Augmented-Reality-Lösung mit der uEye XS

Über  einen  USB  2.0  Anschluss,  über  den  auch  die

Stromversorgung der Kamera erfolgt, lässt sie sich an

jeden PC und jedes Notebook sehr einfach anbinden.

Bereits  ab  einer  Entfernung  von  10  cm  stellt  der

Autofokus  scharf.  Der  5  Megapixel  Aptina  CMOS-

Sensor  mit  einer  Pixelgröße  von  1,4  µm  liefert

detailgenaue  und  farbtreue  Bilder,  wobei  sieben  feste

Bildformate

–  von  VGA  bis  5  MPixel  –  ausgewählt

werden  können.  Zudem  überträgt  die  Minikamera

Livebilder  in  verschiedenen  Größen  bis  hin  zur

„HD

ready

“-Auflösung  720p  (1280  x  720  Pixel)  mit  15

Bildern  pro  Sekunde.  In  kleineren  Auflösungen  wird

sogar eine Framerate von 30 Bilder/s erreicht. Hohen

Ansprüchen  genügt  auch  die  Optik.  Das  integrierte

Objektiv besitzt einen horizontalen Bildwinkel von 53

°,

was einer Brennweite von 35 mm im Kleinbild-Format

entspricht.  Der  weite  Öffnungswinkel  erfasst  ein

Bildfeld,  das  für  viele  Anwendungen  ausreicht.

Vor  allem  aber  sind  es  die  vielen  Funktionen  zur

automatischen  Bildanpassung,  die  die  XS  für  den

Einsatz in ständig wechselnder Umgebung empfehlen.

Die  schnelle  Bildregelung  der  Kamera  z.B.  passt  bei

sich  ändernden  Lichtverhältnissen  Parameter  wie

Weißabgleich und ISO (Verstärkung) automatisch an.

Die

uEye

XS

besitzt

darüber

hinaus

eine

Gegenlichtkorrektur,

so

dass

Personen

oder

Gegenstände  im  Vordergrund  auch  bei  Gegenlicht

immer korrekt  belichtet  werden.  In  Innenräumen  wirkt

sich  oft  ein  weiterer  Effekt negativ  auf  die  Bildqualität

aus:  Künstliche  Lichtquellen  wie  Glühlampen  und

Leuchtstoffröhren  erzeugen  ein  Flackern,  das  im

Kamerabild

störend

auffällt.

Eine

Anti-Flacker-

Funktion

passt

die

Aufnahmeparameter

für

Belichtungszeit  und  Bildrate  an  und  verhindert  so  die

Störung.  Neben  einer  automatischen  Einstellung

lassen sich auch die Frequenzen 50/60 Hz wählen.

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Augmented-Reality-Lösung mit der uEye XS

Den Austausch aller Bild- und Audiodaten beim KiSoft

WebEye  steuert  eine  Videokonferenz-Software  mit

Single-Stream-Technologie.  Der  Videostream  mit  30

fps  wird  komprimiert  und  zusammen  mit  einem

Audiostream  zu  einem  Server  übertragen.  Die

Anbindung der Kamera an die Software löste man bei

KNAPP  über  das  DirectShow  Interface,  das  neben

dem  Software  Development  Kit  (SDK)  und  einer

TWAIN,  ActiveX  und  GenICam  Schnittstelle  zum

Lieferumfang der Kamera gehört.

Das  Betriebssystem  Windows  eröffnet  über  DirectX

viele  Möglichkeiten,  Multimediageräte  direkt  und

komfortabel

einzubinden.

Die

DirectShow-

Komponente

bildet

hierbei

die

entsprechende

Schnittstelle  für  Kameras.  Mit  der  aktuellen  Version

des  gleichnamigen  Interfaces  bietet  IDS  auch  für

seine

komplette

Industriekamerafamilie

eine

universelle  Anschlussoption,  die  zudem  fast  alle  im

Software

Development

Kit

(SDK)

enthaltenen

Funktionen  unterstützt.  Interessant  ist  dies  u.a.

deshalb,

weil

neben

vielen

Consumer-nahen

Programmen  auch  alle  gängigen  Softwarepakete  aus

der  industriellen  Bildverarbeitung  die  DirectShow-

Schnittstelle

unterstützen.

Hierzu

zählen

z.B.

LabVIEW

und

Streampix.

Gerade

im

nicht-

industriellen  Bereich  der  Bildverarbeitung  ist  die

Integration  der  Kameras  über  DirectShow  sehr

populär.

Das  Anwendungsspektrum  reicht  von  der  interaktiven

Werbetafel  mit  hochauflösenden  Kameras  über

Applikationen  in  Erlebnisparks  bis  zum  Einsatz  in

Assistenzrobotern.  Auch  im  medizinischen  Bereich

sowie

im

professionellen

Gerätebau

oder

im

klassischen  Industriesegment  wird  teilweise  auf  diese

Schnittstelle gesetzt.

Dank  der  umfangreichen  automatischen  Funktionen

der  Mini-Industriekamera  müssen  in  den  meisten

Situationen  so  gut  wie  keine  Einstellungen  mehr

angepasst  werden.  Trotzdem  würde  sich  bei  Bedarf

jeder  einzelne  Parameter  der  kleinen  Kamera  über

das  mitgelieferte  Software  Development  Kit  manuell

verändern  lassen.  Über  140  Programmierfunktionen

erlauben  hier  den  Zugriff  auf  alle  Eigenschaften  und

Leistungsmerkmale  der  Kamera.  Das  Softwarepaket

beinhaltet

darüber

hinaus

auch

zahlreiche

Beispielprogramme  inkl.  Source  Codes  sowie  ein

praktisches Tool, um die Kamera zu testen und die am

besten geeigneten Einstellungen zu ermitteln.

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IDS Imaging Development Systems GmbH |  Dimbacher Str. 6-8 | 74182 Obersulm/Germany

T: +49 7134 96196 - 0 | W eb: www.ids-imaging.com | E-Mail: marketing@ids-imaging.com

Kunde

Die KNAPP AG ist ein international tätiges Unternehmen auf dem

Gebiet der Lagerautomation und Lagerlogistik. Das Unternehmen zählt

zu den globalen Marktführern unter den Anbietern intralogistischer

Komplettlösungen und automatisierter Lagersysteme. Kunden in aller

Welt aus den Branchen Pharma, Fashion, Retail, Food und Industry

vertrauen auf die Erfahrung und Innovationskraft der KNAPP AG.

www.knapp.com

Fotos © Knapp AG (außer uEye XS)

So klein, so einfach, so genial:

uEye XS

Augmented-Reality-Lösung mit der uEye XS

Interface:

USB 2.0

Sensortyp:

CMOS

Hersteller:

Aptina

Framerate:

15 fps

Auflösung:

2592 x 1944 Px (5 MP)

Shutter:

Rolling Shutter

Sensorformat:

1/4”

Schutzart:

IP30

Maße:

ca. 26,5 x 23 x  21,5 mm

Gewicht:

ca. 12 g

Spannungsv.:  USB-Kabel