Hochschule Darmstadt

Referenzen | Ausbildung, Forschung & Wissenschaft | MVTec on Campus
CAMPUS STORY

In dem Studiengang „Optotechnik und Bildverarbeitung“ (OBV) begleitet MVTec HALCON die Studierenden der Hochschule Darmstadt in zahlreichen Lehrveranstaltungen und Laborübungen. In diesem Interview erzählen Herr Michael Stelzl, Dozent, und Herr Frank Friehl, Laboringenieur, von ihren Erfahrungen mit HALCON im akademischen Umfeld.

studentierende hochschule darmstadt
Studierende bei der ersten Übung des Laborteils der Veranstaltung „Bildverarbeitung mit HALCON“

Warum haben Sie sich für den Einsatz von HALCON in der Lehre oder Forschung entschieden?

Die Integrierte Entwicklungsumgebung HDevelop ermöglicht unseren Studierenden einen leichten Zugang zu sehr leistungsstarken Algorithmen ohne über einschlägige Programmierkenntnisse verfügen zu müssen.

Die Skriptsprache ermöglicht die schnelle Erstellung von zuerst einfachen, aber später immer mächtigeren „Algorithmenketten“. In unterschiedlichen Vorlesungen und Laborübungen können diese Algorithmen praktisch gezeigt werden. Durch die einfache Anbindung von Kameras können die Studierenden sie auch selbst anwenden und am Livebild beobachten.

Die durchdachte Dokumentation und die vielen Beispielprogramme ermöglichen die eigenständige Vertiefung des Wissens durch die Studierenden.

Das vermittelte Knowhow rund um eine weitverbreitete und etablierte Softwarebibliothek erleichtert unseren Studierenden den Start ins Berufsleben erheblich. In den 18 Wochen des berufspraktischen Semesters können sie ihr Wissen bei Firmen einbringen und umfangreiche praktische Erfahrungen in echten Projekten sammeln. Dies macht die Studierenden auch durch den ständig steigenden Fachkräftemangel zu gesuchten Mitarbeitenden.

Wann haben Sie begonnen, HALCON an Ihrer Hochschule einzusetzen? Wie integrieren Sie HALCON in Ihre Vorlesungen?

Bereits 2004 erwarb die Hochschule Darmstadt erste Lizenzen für Projekte. Seit dem Wintersemester 2013/2014 ist HALCON fest als Standardwerkzeug in die Veranstaltung „Einführung in die Bildverarbeitung“ im zweiten Semester integriert.

Im Wintersemester 2014/2015 wurde dann erstmals die Veranstaltung „Bildverarbeitung mit HALCON“ durchgeführt.

Im Wintersemester 2017/2018 startete das MVTec on Campus Programm erstmals als Pilotprojekt. Ab diesem Zeitpunkt wurde HALCON auch vermehrt in anderen Veranstaltungen eingesetzt.

Nach der Pilotphase mit Studierenden und einigen Benchmarks mit anderen Tools hat sich HALCON durchgesetzt. Die Hauptgründe waren die einfache Nutzung und der schnelle Weg von einfachen Algorithmen zu komplexen Lösungen, die durch HDevelop ermöglicht werden. Des Weiteren bietet die Standard-Bildverarbeitungssoftware aus unserer Sicht eine gute Kombination aus Grundlagen und modernsten Technologien. Die Software wird professionell und kontinuierlich gewartet sowie systematisch weiterentwickelt.

HALCON ist mit einer Vielzahl von Betriebssystemen kompatibel und hat Schnittstellen zu hunderten Industriekameras und Framegrabbern, insbesondere durch die Unterstützung von Standards wie GenICam oder GigE Vision.

Welche Aufgabe wird mit dem Bildverarbeitungsprodukt von MVTec gelehrt oder gelöst und wie?

HALCON kommt in vielen Lehrveranstaltungen unseres Studiengangs „Optotechnik und Bildverarbeitung“ (OBV) und den zugehörigen Laborübungen zum Einsatz.

OBV Bachelor-Studiengang:

Im Kurs „Einführung in die Bildverarbeitung“ im ersten Jahr des Bachelor-Studiums sammeln unsere Studenten ersten Erfahrungen mit Bildaufnahme (Beleuchtungsverfahren, Objektive, Kamera) und erarbeiten erste Bildverarbeitungsskripte (z. B. zur Segmentierung und Klassifizierung von Objekten anhand ihrer Formmerkmale).

Im zweiten Jahr folgt dann der Kurs „Bildverarbeitung mit HALCON“, in dem unsere Studierenden tiefergehendes Wissen sowie praktische Erfahrungen mit einigen der in HALCON verfügbaren Technologien erlangen. So bearbeiten wir beispielsweise Technologien wie Deep Learning, Klassifikation, Morphologie, Blob-Analyse und Deflektometrie.

In der Veranstaltung „Angewandte Bildverarbeitung“ im dritten Jahr werden Verfahren und Techniken erlernt, die für den praktischen Einsatz der Bildverarbeitung, insbesondere im industriellen Umfeld, wichtig sind. Beispielsweise getriggerte, geblitzte Aufnahme von schnell bewegten Objekten auf einem Förderband, Bildaufnahme mit einer Zeilenkamera sowie das Arbeiten mit Robotern und intelligenten Kameras.

Dabei kommt HDevelop, teilweise mit für den jeweiligen Versuch vorgefertigten Skripten, für folgende Aufgaben zum Einsatz: Datamatrix-Codelesung, Subpixelgenaue Vermessung, Klassifizierung von Objekten anhand ihrer Formmerkmale oder über Deep Learning, Qualitätsprüfung eines LC-Displays.

Bei unserem Versuchsaufbau zur Bildaufnahme mit einer Zeilenkamera übernimmt ein HDevelop-Skript sowohl die Steuerung der Anlage als auch die Bildaufnahme. Die Studierenden können Parameter zur Linearachsensteuerung und der Triggerung der Zeilenkamera, sowie das Beleuchtungsprofil der Zeilenleuchte über das Skript anpassen. Die aufgenommenen Bilder können dann direkt in HDevelop ausgewertet werden.

OBV Masterstudiengang:

Im ersten Jahr des Masters belegen unsere Studierenden die Veranstaltung „Angewandte Bildverarbeitung“ um dort ihr Wissen zu 3D-Scannen und Volumenbestimmung mittels Lichtschnittsensor, Photometric Stereo mit Brailleschrift-Lesung und der HDR Bildaufnahme zu erlangen. Zu den jeweiligen Themen finden entsprechende Laborübungen statt, in denen die Studierenden selbst mit der Software arbeiten können.

zeilenkamera aufbau
Laborübung Radiometric Stereo (Photometric Stereo) mit Zeilenkameraaufbau, gemultiplexter Beleuchtung und Linearachse

Welche Vorteile ergeben sich durch den Einsatz von MVTec on Campus? Welches Feedback erhalten Sie von den Studierenden oder Ihrem Forschungsteam zu MVTec on Campus?

Sowohl von den Studierenden als auch aus der Industrie erhalten wir regelmäßig positives Feedback, wie beispielsweise von der IMSTec GmbH in Klein-Winternheim:

 „Die IMSTec GmbH in Klein-Winternheim setzt seit Beginn ihrer Unternehmensgeschichte in 2005 HALCON  in ihren Projekten ein. Das praxisnahe und fundierte Wissen, welches der Studiengang "Optotechnik und Bildverarbeitung" (OBV) der Hochschule Darmstadt vermittelt, macht die Studierenden und Alumni für uns zu sehr interessanten und wertvollen Mitarbeitenden.

Hunderte High-Tech Projekte konnten durch die Synthese aus OBV-Ingenieuren und Ingenieurinnen, sowieder Software von MVTec in den letzten 15 Jahren erfolgreich realisiert werden.“ - Robert Schäfer, Abteilungsleiter Image Technology

Vielen Dank, Herr Stelzl und Herr Friehl, für das Gespräch!

Sie möchten auch vom MVTec on Campus profitieren? Dann informieren Sie sich jetzt über die Einsatzgebiete von HALCON in Lehre und Forschung.

Zum MVTec on Campus-Programm