Mit RobotEye fremde Welten aus der Ferne erforschen

Eindrucksvolle Demo auf der VISION 2012 zeigt innovatives Kamerasystem für ferngesteuerte Überwachung.

Besucher der VISION 2012 können auf dem Stand von Allied Vision Technologies fremde Welten virtuell erkunden. Möglich macht es der RobotEye, ein innovatives Kamerasystem mit AVT-Kamera, dessen Flexibilität viele Möglichkeiten im Bereich der Überwachung ermöglicht. Zur Veranschaulichung ist das System auf der Messe auf einem kleinen Fahrzeug montiert, das sich in der Modelllandschaft eines fremden Planeten bewegt. Mit Hilfe des Systems begeben sich Besucher auf die Suche nach außerirdischen Lebensformen…

Digitale Bildverarbeitung wird zunehmend in nicht-industriellen Anwendungsgebieten eingesetzt – etwa Verkehrsüberwachung, Sicherheitskontrolle, Sport und Unterhaltung. Solche Applikationen bestehen oft darin, bewegte Objekte in einer offenen Umgebung zu erkennen und zu verfolgen. Das können zum Beispiel Menschen oder Fahrzeuge sein. Oder die Kamera selbst ist auf einem Fahrzeug montiert und soll sich entweder auf ein Zielobjekt fixieren oder eine 360°Grad-Aufnahme der Landschaft machen.

Um die Ecke denken: Nicht die Kamera bewegt sich, sondern die Optik
Für Applikationen, die eine multi-direktionale Überwachung erfordern, wird die Kamera meistens auf ein Pan/Tilt-System montiert, um sie zu schwenken und zu neigen. Diese beweglichen Elemente haben aber leider ihre mechanischen Grenzen, sowohl was die Präzision als auch die Geschwindigkeit der Kamerapositionierung betrifft. Außerdem kann permanente Bewegung die Lebensdauer der Kamera und ihrer  Kabel verringern.

Ocular Robotics, ein australisches Unternehmen mit Sitz in Hurstville (New South Wales), hat mit dem RobotEye ein komplett neues Konzept entwickelt, das Bildverarbeitungssystemen eine Gelenkigkeit mit noch nie dagewesener Präzision und Flexibilität verleiht. Das Neue und Originelle von RobotEye besteht darin, dass nicht die ganze Kamera samt Objektiv bewegt wird, sondern nur die Optik. Die Kamera selbst mit ihren Schnittstellen und Kabelverbindungen bleibt fest installiert. „RobotEye ist ein innovativer optischer Pfad, mit dem sich die Blendenöffnung in allen Richtungen blitzschnell und genau bewegen lässt. Das System lenkt die Bildinformationen zu einem unbeweglichen Bildsensor um“, erklärt Mark Bishop, Gründer und Geschäftsführer von Ocular Robotics.

Da nur die RobotEye-Optik bewegt wird und nicht die Kamera, ist das System extrem robust und flexibel. RobotEye kann sogar unter schlechten Bedingungen im Außenbereich eingesetzt werden (IP-Klasse 65) und hält Temperaturen von -20°C bis +70°C stand. Die Kamera und alle sonstigen Elektronikkomponenten befinden sich in einem Schutzgehäuse, die geringe mechanische Belastung sorgt für die hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von RobotEye. Das System lässt sich kinderleicht an jede beliebige C-Mount-Kamera anschließen. Somit kann immer die am besten geeignete Kamera für eine Anwendung eingesetzt werden.

RobotEye ermögicht  hochpräzise, rasante Pan/Tilt-Bewegungen, der gewünschte Blickwinkel wird blitzschnell und genau erreicht. Aufgrund dieser Eigenschaften kann das System für eine Vielzahl an Applikationen eingesetzt werden. Zum Beispiel kann es die Laufbahn sich schnell bewegender Objekte verfolgen (Ballistik) oder aber sich auf einen fixen Punkt fokussieren und das Bild stabilisieren, während es sich selbst auf einem bewegten Fahrzeug befindet – oder beides gleichzeitig. Im Zusammenspiel mit einem kopfgebundenen Betrachtungssystem ermöglicht RobotEye es einem Menschen, aus sicherem Abstand gefährliche Orte zu erkunden – etwa eine Brandstelle, ein vergiftetes oder radioaktives Gebiet oder einen Kriegsschauplatz. Die Optik des Systems folgt ruckfrei und in Echtzeit den kleinsten Kopfbewegungen der Person und die Bilder werden live auf ein spezielles Brillendisplay übertragen.

Eine weitere Applikation, die auf der Messe demonstriert wird, besteht darin, mit einer einzigen Kamera mehrere Punkte gleichzeitig zu überwachen: Da der RobotEye in der Lage ist, in Bruchteilen einer Sekunde die Position zu wechseln, kann zum Beispiel ein System vier Kameras ersetzen, die in alle vier Himmelsrichtungen orientiert sind: Der Objektivkopf wechselt innerhalb einer Sekunde permanent zwischen Nord, Süd, Ost und West. Aus den erfassten Bildern entsteht ein Videostream aller vier Zielpunkte, die parallel von ein und derselben Kamera überwacht werden.



Kamerapartnerschaft mit Allied Vision Technologies
Auf der Suche nach hochqualitativen Digitalkameras für das RobotEye System entschloss sich Ocular Robotics, mit Allied Vision Technologies (AVT) eine Partnerschaft einzugehen. Alle Softwareanwendungen, die für RobotEye entwickelt wurden, basieren auf AVT’s GigE API. Obwohl das System theoretisch mit jeder C-Mount-Kamera zusammenarbeiten kann, empfiehlt Ocular Robotics AVT GigE Vision Kameras für eine optimale Leistung und bietet Pakete aus AVT Kamera und RobotEye Optik an. Mit den Kameraserien Prosilica GC, Prosilica GE, Prosilica GX und Manta bietet Allied Vision Technologies‘ Palette eine sehr breite Auswahl an Sensoren und Funktionen für jede Anwendung.

“GigE Vision Kameras von Allied Vision Technologies waren die erste Wahl für uns, und zwar aus mehreren Gründen”, so Mark Bishop. „Einer davon ist die hervorragende Programmierschnittstelle (API) des Software Development Kits, die eine sehr gute Plattform für unsere eigenen Softwarelösungen bietet. Ein weiterer Grund ist die sehr hohe Qualität und Zuverlässigkeit von AVT-Kameras. Die meisten unserer Kunden sind in den Bereichen Verteidigung, Sicherheitsüberwachung oder Schwerindustrie tätig. Wir brauchen Kameras, die harten Betriebsbedingungen gewachsen sind“.

Von der Drone bis zum Tennisplatz
Typische Anwendungsgebiete für RobotEye sind Systeme, in denen Roboter oder unbemannte Fahrzeuge gefährliche Umgebungen erkunden – ob am Boden, aus der Luft, unter Wasser oder sogar im Weltall. Die High-Speed-Tracking Fähigkeiten des Systems können aber auch für zivile Applikationen interessant sein, etwa in Sport und Unterhaltung. So kann RobotEye zum Beispiel die Laufbahn eines Tennisballs auf einem Grand Slam Court verfolgen.