Fraunhofer IGD

Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in Darmstadt setzt seit über 30 Jahren Standards im Visual Computing, der bild- und modellbasierten Informatik. Es vereint Computergraphik, Computer Vision und KI und beschreibt die Fähigkeit, Informationen in Bilder zu verwandeln und aus Bildern Informationen zu gewinnen. Hierauf basieren alle technologischen Lösungen des Fraunhofer IGD. Es entwickelt Werkzeuge, mit denen Daten sicher erfasst und nutzbringend visualisiert werden.

• Fraunhofer IGD

Im Fraunhofer-Geschäftsbereich Vision zählen die Abteilungen »Virtual und Augmented Reality« und »Autonomous Digitization Technologies« zu den IGD-Akteuren, die vor allem in den Bereichen Manufacturing und Mobility tätig sind.

Dabei adressiert die Branche »Manufacturing and Mobility« sowohl Anwender als auch Software-Anbieter aus der Mobilitätsbranche – insbesondere aus der Automobil- und Zulieferindustrie und im Maschinenbau. Durch den Einsatz von Computergraphik, Bildverarbeitung und KI entstehen passgenaue Lösungen für diese Anwendungsfelder.

Die beiden Abteilungen entwickeln individuelle Lösungen für die optische Qualitätssicherung, die gezielt auf spezifische Anforderungen wie Taktrate, Objektdimensionen und bestehende Produktionssysteme abgestimmt sind. Bestandteil dieser Entwicklungen sind Modelle, Software sowie dedizierte Hardwarekonfigurationen für optische Erfassungssysteme, deren Auslegung simulationsgestützt erfolgt.

Technologien aus dem Bereich »Virtual und Augmented Reality« (VR/AR) haben sich in zahlreichen industriellen Anwendungsfeldern etabliert und unterschiedlichste Anwendungsgebiete gefunden.

Diese Entwicklung wird vor allen Dingen durch aktuelle HW-Generationen von Smartphone- und Tabletsystemen aber auch durch neue Head-Mounted-Displays vorangetrieben, die komplexe 3D-Anwendungen auf mobilen Endgeräten ermöglichen und so modellbasierte visuelle Inspektionssysteme oder Assistenzsysteme mit CAD-basiertem »Soll-Ist Vergleich« zur Verfügung stellen.

Die Abteilung »Virtual und Augmented Reality« betreibt innovative Forschung auf dem Gebiet der Bildsynthese, Bildanalytik und der Entwicklung diverser Basistechnologien an der Schnittstelle von interaktiver Computer- Grafik, Computer Vision und bild- / modellbasierter KI.

Dabei werden vor allem drei Technologiebereiche vorangetrieben:

• Computer Vision und Deep Learning (Machine Vision)
• Virtual Reality
• Augmented Reality

Die Abteilung »Autonomous Digitization Technologies« entwickelt Lösungen, die ausschließlich auf optischer (nicht-taktiler) Qualitätsanalyse basieren, etwa zur Defekterkennung oder für Ist-/Soll-Abgleiche gegen CAD, und dabei eine vollautonome Erfassung der 3D-Geometrie ermöglichen. Auch Objekte mit unbekannter Form und Geometrie, zu denen keine CAD-Daten vorliegen, können so präzise vermessen werden. Kern dieser Technologie ist eine intelligente, vollautomatische Roboter-Trajektorien- und Bahnplanung ohne vorheriges Teaching, kombiniert mit Sensorfusion verschiedener Messverfahren. Das Leistungsspektrum reicht von der Konzeption und digitalen Simulation bis zur Realisierung maßgeschneiderter mechatronischer Lösungen für individuelle Automatisierungsaufgaben.

Neben der reinen Erfassung werden diese Technologien auch für die Simulation und Ausführung komplexer Oberflächenbearbeitungen, wie z. B. Lackierung, Entgraten oder Entschichten, eingesetzt. Dabei werden Trajektorien so optimiert, dass definierte Wirkparameter eingehalten, die gesamte Oberfläche mit minimaler Bahnüberlappung abgedeckt und die maximale Erreichbarkeit sichergestellt wird.

Technologie: Autonomous Robot-based Processing of Object Surfaces

• Beispiel: Dismantling of Nuclear Power Plants, Projekte BMBF ROBBE und ARRIVE

Technologie: Deterioration Analysis of Workpieces and Cutting Stamps in Progressive Tools

• Beispiel: EFB (Europäische Forschungs­gesellschaft für Blechverarbeitung e.V.), Projekt mit Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (TU Darmstadt)