Karolina Beck: Wir haben immer wieder Tests gemacht. Zunächst intern, dann mit Kunden. Dazu bekommt der Testnutzer eine Aufgabe, die er anhand eines Klickdummies selbstständig lösen muss. Dabei haben wir beobachtet, ob er das Produkt verbinden konnten, ob er an der richtigen Stelle den Startknopf gefunden hat, ob er den Wizard verstanden hat, ob er zu den richtigen Interaktionen angeleitet wurde. Diese Interaktion haben wir dann mit dem User-Feedback immer weiter verbessert.

Die neue Software ist ja zunächst speziell für die O3D-Kameras verfügbar. Hat der neue Usability-Ansatz sich auch auf die Gestaltung der Kamerahardware ausgewirkt?

Mike Gonschior: Klar, zum Beispiel bezüglich der Position der Anschlüsse. Auch war es uns wichtig, dass die LEDs aus mehreren Richtungen sichtbar sind. Durch verschiedene Blinksignale geben wir dem Nutzer auch ohne ein Display gut sichtbares Feedback, was das Produkt gerade tut.

Warum haben Sie auf das Display verzichtet?

Mike Gonschior: Vor allem, weil die O3D ja als Sensor eingesetzt werden. Das sind oft Einbauorte, bei denen ein Display schlecht einsehbar wäre. Klare Farb-LEDs sind aus der Distanz leichter zu erkennen. Und für Details gibt es ja die Software.

3D-Sensor O3D300, Bild: ifm
Der 3D-Sensor O3D300 ist ein optischer Sensor, der punktweise den Abstand zwischen Sensor und der nächsten Oberfläche per Lichtlaufzeitverfahren misst. Das Gerät beleuchtet die Szene mit einer internen Infrarot-Lichtquelle und berechnet die Entfernung anhand des von der Oberfläche reflektierten Lichts. Bild: ifm

Lassen Sie uns generell noch etwas über die Kamera sprechen. Was ist das Besondere an dem 3D-Sensorkonzept der O3D?

Mike Gonschior: Die Kamera nutzt die PMD-Technologie. Dazu möchte ich etwas ausholen. ifm hat im Jahr 2000 eine industrielle Bildverarbeitungsgruppe gegründet, hat mehrere Produkte entwickelt und auch Technologie zugekauft. Unter anderem ist ifm bei PMD Tec eingestiegen, eine Ausgründung der Siegener Universität. Mittlerweile ist die Firma eine hundertprozentige Tochter von ifm. PMD Tec stellt im Wesentlichen optische Sensoren her, deren Funktionsprinzip auf dem Lichtlaufzeitverfahren basiert, für den Consumer-, den Automotive- und den Industriemarkt.

Wir haben 2005 das erste Produkt auf Basis dieser Technologie herausgebracht und sofort einen Hermes Award damit gewonnen. 2009 wurde die erste PMD-Kamera mit 3000 Bildpunkten Auflösung veröffentlicht. Die aktuellen Kameras der O3D-Reihe haben 23.000 Bildpunkte. Eigentlich sind es sogar 100.000 Pixel, aber wir fassen je vier Bildpunkte zusammen, um eine bessere Messgenauigkeit zu erhalten. Und für alle 23.000 Punkte können wir in Echtzeit die Entfernung zur Kamera berechnen, sodass auch bewegte Objekte vermessen werden können. Wenn Kunden sehen, wie sogar Menschen im Kamerasichtbereich dreidimensional abgebildet werden, regt das meist ungemein die Kreativität an. Die Einsatzbereiche sind deshalb auch sehr vielseitig.

Was erwartet uns bei den 3D-Sensoren zukünftig noch?

Mike Gonschior: Spezielle Consumer-Chips von PMD Tec sind mittlerweile in Smartphones von Asus und Lenovo im Einsatz. Damit kann man bei Videotelefonie zum Beispiel Hintergründe ausblenden. Auf Basis dieser Massenmarkt-Sensoren werden wir eine Mini-3D-Kamera launchen, die sich an den Prosumer-Markt wendet. Damit meinen wir zum Beispiel Putz- oder Assistenzroboter für Hotels oder Krankenhäuser. In solche Geräte werden heute oft noch Consumer-Sensoren wie die Kinect-Kamera verbaut – und hier werden wir eine professionelle, aber dennoch kostenmäßig attraktive Alternative in den Markt bringen.

ke NEXT Hintergrundwissen

Ein O3D im Einsatz: Um wechselnde Pakete optimal zu füllen oder Lagerplätze maximal auszunutzen, ist eine Volumenvermessung unterschiedlicher Objekte unumgänglich. Bild: ifm

Hochauflösende 3D-Kamera O3D erfasst Objekte in Echtzeit

Mit den neuen O3D-Sensoren hat ifm eine innovative Generation von 3D-Sensoren entwickelt. Auf einen Blick sehen die auf diesen Sensoren basierenden 3D-Kameras unterschiedlichste Gegenstände und Objekte in ihren räumlichen Dimensionen. Die O3D-Bild-Chips sind Fotomischdetektoren, auch PMD-Sensoren (Photonic Mixing Device) genannt, also optische Sensoren, deren Funktionsprinzip auf dem Lichtlaufzeitverfahren beruht. Im Gegensatz zu Laserscannern, die jeweils nur ein Empfangselement aufweisen, ist der Bild-Chip der neuen Geräte mit 23.000 Bildpunkten ausgestattet. Daher besitzen die 3D-Kameras keine beweglichen Komponenten und sind somit verschleißfrei und robust.

Die Ausgabe der Kameras erfolgt über Grauwert- und Distanzbilder, die Auswertung ist mit marktüblichen Bibliotheken möglich. Da jeder einzelne Bildpunkt die Entfernung misst, können zum Beispiel Koffer, Pakete und Paletten präzise dimensioniert sowie positioniert werden. Die Geräte ermöglichen Bestimmung und Vergleich von Abmessungen, Drehlage und Position. Überdies vereinfacht das System ein automatisiertes Be- und Entladen von Containern und die Stauraumoptimierung, da die Kameras Höhe, Breite und Länge zur Berechnung von Gurtmaß und Volumen liefern. Aber auch die Vollständigkeit von Packungen oder Getränkekästen kann überprüft werden. Hinzu kommen Kollisionsschutz oder die Navigation fahrerloser Transportsysteme ebenso wie Personenzählung und Raumüberwachung. Selbst die Baumstammvermessung im Sägewerk ist kein Problem. Die Palette der Applikationsmöglichkeiten ist für die unterschiedlichsten Branchen äußerst weit gefächert.