17.04.2015

Produktiver und effektiver durch Augmented Reality

Der französische Eyewear-Hersteller Laster Technologies und der Bildverarbeitungsspezialist Framos entwickeln zusammen neue "Glasses".

Zur Erhöhung der Produktivität von Mitarbeitern und der Effektivität von Prozessen setzen bereits viele Unternehmen auf Datenbrillen, auf denen sie den Mitarbeitern zusätzliche, kontextbezogene Informationen zur Verfügung stellen. Der französische Eyewear-Hersteller LASTER Technologies hat sich für die Entwicklung seiner neuesten „Glasses“ den Bildverarbeitungsspezialisten FRAMOS ins Boot geholt.

Datenbrillen boomen – sie sind nicht nur für den Endkonsumenten spannend, der darin zum Beispiel Infos zur nächsten Tankstelle oder dem Programm vom Kino um die Ecke angezeigt bekommt. Im Business-Umfeld nutzen immer mehr Unternehmen die Verbindung von realer Welt und den darübergelegten Informationen, die aus dem Computer kommen – kurz: Augmented Reality, die erweiterte Wirklichkeit. Vor allem in den Bereichen Produktion, Montage oder Wartung, dort wo beide Hände gebraucht werden, bietet sich die Technologie an. So sagte das Marktforschungsinstitut Gartner voraus, dass sich beispielsweise im Bereich der Service-Techniker Unternehmen bis 2017 rund eine Milliarde Dollar einsparen könnten – weil sich Diagnose und Reparatur mit der sogenannten Eyewear vereinfachen lassen und häufig nicht weitere Experten vor Ort sein müssen.

Im Kern des Produktangebots steht die selbst entwickelte und patentierte optische See-thru-Technologie EnhancedView. See-thru heißt, auf dem Glas-Displays werden nicht nur Informationen angezeigt, sondern der Nutzer kann auch ganz normal hindurchsehen. EnhancedView gilt als Produkt mit der höchsten Darstellungsqualität. Die Bildauflösung liegt bei über 800x600 Pixel: das ist vergleichbar damit, einen Bildschirm mit einer Größe von 2,70 Metern Bilddiagonale aus drei Metern Entfernung zu betrachten.

Um insbesondere im industriellen Markt die Nase vorn zu haben, müssen die Spezialisten Produkte auf der Höhe der Technik sowie das beste Lösungs-Portfolio anbieten. Gerade in Branchen wie Luftfahrt, Automotive, Medizin oder Militär, die eine hohe Genauigkeit fordern z.B. mit den entsprechenden Sensoren, um exakt die jeweiligen Kundenanforderungen zu treffen. Dabei helfen seit Juli 2014 die durch den Bildverarbeitungsspezialisten FRAMOS bereit gestellten Global Shutter CMOS Kameras, die mit Hilfe von Partnern für Laster entwickelt wurden. „FRAMOS bietet uns eine bereits gecustomiste Lösung, mit der sich ein qualitativ hochwertiger, für den industriellen Einsatz konzipierter Sensor in unser Produkt integrieren lässt“, erklärt Thierry Penet, Director Sales & Marketing bei LASTER. Besonders wichtig war dem Unternehmen, dass der Kamerasensor eine fokussierbare und austauschbare Optik (M12 Mount) mitbringt, ein besonders stabiles Bild ohne Shutter-Artefakte liefert und rauscharm ist. Gefragt war auch eine niedrige Latenzzeit im Stream von der Kamera bis zum PC / Display.

Zuvor hatte das französische Unternehmen eine analoge, ultraschmale Video-NTSC-Kamera im Einsatz. „Diese Kamera benötigte jedoch einen USB-Konverter, der den analogen in einen digitalen VGA-Video-Stream umwandelte. Das hatte neben dem höheren Platzbedarf eine deutlich schlechtere Bildqualität zur Folge, zum anderen hatten die meisten Algorithmen damit große Schwierigkeiten, gute Tracking-Ergebnisse zu erhalten“, erinnert sich Thierry Penet.

Die Herausforderung für LASTER bestand vor allem darin, die Kamera auf engstem Raum unterzubringen. Zwar gibt es bereits viele kleine Kameras in Smartphones, doch sie eignen sich nicht, um im industriellen Umfeld verlässlich genutzt zu werden. Damit sich nicht der von Handy-Kameras bekannte Verwischungseffekt bei bewegten Objekten ergibt, war eine Global-Shutter-Kamera gefragt. Weil ein Global Shutter das auf alle Bildpunkte gleichzeitig fallende Licht steuert, sind alle Bildpunkte immer gleichzeitig entweder dem Licht ausgesetzt oder vom Licht abgeschirmt, das schließt Verzerrungseffekte aus.

Den Auswahlprozess für die geeignete Kamera-Technologie machten sich die Experten nicht einfach. „Wir haben eine ganze Reihe von Global-Shutter-CMOS und auch Rolling-Shutter-Kameras für den industriellen Einsatz untersucht. Ausgangspunkt war ein Anforderungskatalog, den FRAMOS aus unserer Sicht am besten erfüllt hat“, erklärt Benoit Froissard, R & D Ingenieur bei LASTER. Zu den Kriterien gehörten der Sensor, die mechanische Integration, Funktionalität, das Interface für die Applikationsprogrammierung, Preis und Mindestbestellmenge – denn vor allem am Anfang war klar, dass für die Prototypen nur eine kleine Menge der maßgeschneiderten Kameras benötigt wurden. “Für uns war vor allem die Flexibilität von FRAMOS in der Zusammenarbeit wichtig und die Offenheit, sich im Rahmen eines Entwicklungsszenarios einzubringen“, erklärt Thierry Penet.

Der schwierige Part bestand für FRAMOS darin, die Kamera exakt für die Benutzung in der speziellen Brille zu designen. Gelöst wurde diese Herausforderung mit dem Aptina-Sensor MT9V024 und einem spezifischen seriellen Interface, das für die Verbindung der Brille mit dem Computer sorgt. Der Sensor besticht durch seine exzellente Pixelperformance und Bildqualität durch exakte Farbwiedergabe, hohe Lichtempfindlichkeit und Rauscharmut. Damit der Platz reicht, durfte der Kamerakopf nur mit wenigen Komponenten und Drähten entwickelt werden – trotzdem musste er sich drehen können. Die auf Microsoft Framework .Net basierende in C# programmierte Software, die FRAMOS ursprünglich genutzt hatte, musste nach C/C++ portiert werden, damit LASTER sie wie angefordert auf Linux nutzen konnte. In nur drei Monaten stellte der Bildverarbeitungsspezialist Design und auch die komplette Umsetzung fertig. Aktuell arbeitet LASTER noch mit Prototypen, in Kürze soll die industrielle Fertigung anlaufen. “Wir sind mit der Zusammenarbeit mit FRAMOS sehr zufrieden, die Reaktionszeiten sind kurz und der Support exzellent. Gerade die Ansprechpartner in der französischen Niederlassung halfen uns, das Projekt gemeinsam zum Erfolg zu führen“, berichtet Bennoit Froissard.

“Unsere Kunden können mit der Lösung ihre eigenen Applikationen erstellen, die Bildverarbeitung mit Augmented-Reality-Algorithmen verbindet. Die Kamera erfasst die Realität in Echtzeit, die Position der Kamera wird in 3D berechnet und so die Lokalisierung des Anwenders in seiner aktuellen Aufgabe und Umgebung erreicht. Auf diese Weise wird die richtige Information im richtigen Moment angezeigt: Das erhöht die Effizienz und damit die Produktivität“, erklärt der Vertriebsverantwortliche. Kunden des Datenbrillen-Herstellers nutzen dafür Software Development Kits von Augmented Reality-Anbietern oder eigene Algorithmen.

Für die Lösung gibt es breite Anwendungsfelder: Ein aktueller LASTER-Kunde aus der Luftfahrtindustrie nutzt die EyeWare um seinen Wartungsingenieuren virtuelle Produkt-, Bau- und Schaltpläne über das zu prüfende oder zu reparierende Teil zu legen, Handlungsanweisungen einzuspielen und so das betreffende Bauteil bzw. die Maschine zuverlässig und fehlerminimiert zu warten. Bei sehr speziellen Reparaturaufträgen kann durch Nutzung dieser Vorgehensweise z.B. das teure Einfliegen von Experten vermieden werden. Dank der sehr geringen Einstiegshürden nutzen Kunden aus vielen weiteren Branchen wie Automotive, den verschiedensten Industriebereichen, Medizin und Logistik die EyeWare-Technologie um die Effektivität Ihrer Prozesse zu erhöhen und Ihren Mitarbeitern die bestmögliche Wartungsunterstützung zu bieten.

Mit der neuen Eyewear-Lösung will LASTER zusätzliche Zielgruppen und Märkte ansprechen, darunter Security, Defense und Sport sowohl in Frankreich als auch in Asien, dem Mittlerem Osten und Afrika. „Die in Zusammenarbeit mit FRAMOS entwickelte Kamera eröffnet uns die Möglichkeit, eine komplette Lösung für Bereiche zur Verfügung zu stellen, in denen “Data on the fly” eine besonders wichtige Rolle spielt“, resümiert Thierry Penet.

Quelle: FRAMOS

(Quelle: Framos)


(Bildquelle: Framos)