Herkömmliche Bildverarbeitungssysteme haben sich in industriellen Anwendungen in den vergangenen Jahren als feste Größe in der Automatisierung entwickelt. Sehende Maschinen können mehr als Anlagen ohne Bildverarbeitung, diese Erkenntnis hat sich bei Entwicklern und Konstrukteuren mittlerweile durchgesetzt. Während übliche 2D- und 3D-Vision-Systeme die Qualität von Objekten überprüfen, indem sie bestimmte Fehlermerkmale an der Oberfläche erkennen, geht die hyperspektrale Bildverarbeitung (HSI: Hyperspectral Imaging) noch einen Schritt weiter: Mit Hilfe dieser Technologie kann eine spektroskopische Analyse von Objekten erfolgen, um organische oder anorganische Verunreinigungen festzustellen - und zwar nicht nur an der Oberfläche, sondern teilweise auch im Inneren der inspizierten Materialien.
Industriell hergestellte Lebensmittel wie Wurst und Käse werden dem Verbraucher meist in einge-schweißter Form zum Verkauf angeboten. Analog zur Pharmaindustrie erlauben HSI-Systeme auch hier in vielen Fällen Qualitätsprüfungen durch die Verpackung hindurch. Eine besondere Aufgabe stellt hierbei die Kontrolle von Siegelnähten dar, die eine absolut dichte Verpackung der Lebensmittel garantieren sollen. Schon kleinste Verunreinigungen oder Beschädigungen an diesen Siegelnähten können jedoch zu undichten Verpackungen und zum Verderben der Ware vor dem errechneten Mindesthaltbarkeitsdatum führen. Unverkäufliche Produkte oder teure Rückrufaktionen wären dann mögliche Folgen für Hersteller in diesem Bereich, die sich durch den Einsatz von hyperspektraler Bildverarbeitung in vielen Fällen vermeiden lassen.
In den letzten Jahrzehnten haben die Technologien zur Holzverarbeitung außerordentliche Fortschritte gemacht. Auch in diesem Anwendungsfeld finden sich viele Optionen, um Produkte wie Schnittholz, Holzwerkstoffe, Holzhackschnitzel sowie Papier- und Papierprodukte mit HSI-Systemen auf ihre Qualität zu prüfen. Selbst für den Menschen unsichtbare Merkmale und mögliche Mängel lassen sich damit sicher detektieren. Die Erkennung von Defekten wie Harztaschen oder Astlöchern ist eine häufige Aufgabenstellung in dieser Branche, die mit Hilfe eines Hyperspektralsystems in Kombination mit einer Nahinfrarot-Hyperspektralkamera zuverlässig gelöst werden kann. Harz im Holz lässt sich dabei selbst dann noch sicher identifizieren, wenn es von einer dünnen Holzschicht bedeckt ist. Auch Klebstoffe, die im Produktionsprozess häufig zum Ausgleich kleiner Löcher mit Füllstoffen eingesetzt werden, sind durch die Anwendung von Chemical Color Imaging auf einfache Weise leicht erkennbar - eine Aufgabe, an der herkömmliche Bildverarbeitungskameras oft scheitern, da der Klebstoff in der Regel durchsichtig ist.
Ein weiteres wichtiges Merkmal von Holz ist seine Feuchtigkeit. Mit HSI-Analysen lassen sich feuchte Stellen am Holz eindeutig nachweisen und als CCI-Bild aufschlussreich darstellen. Es ist sogar möglich, ein Wahrnehmungssystem zur Messung des Wassergehalts zu kalibrieren. Durch die Anpassung einer Hyperspektralkamera an ein solches kalibriertes Wahrnehmungssystem verwandelt Chemical Color Imaging das Kamerasystem in eine leicht verständliche „Feuchtigkeitskamera“ für Holz und kann in jedes Bildverarbeitungssystem implementiert werden. „Für qualitativ hochwertige Holzprodukte ist die zuverlässige Erkennung solcher Mängel eine zwingende Voraussetzung“, betont Burgstaller. „HSI-Systeme bieten dieser Branche ein leistungsfähiges Werkzeug, um unerwünschte Qualitätsmängel vorzeitig zu umgehen.“
Kunststoffe sind auch am Ende ihrer Lebensdauer noch zu wertvoll, um sie einfach wegzuwerfen. Wenn das volle Potenzial der aktuell deponierten Kunststoffabfälle unter Anwendung der besten Recycling- und Energierückgewinnungsmethoden und -technologien auf umweltfreundliche Weise genutzt würde, könnten viele Millionen Tonnen Kunststoffe zusätzlich recycelt werden. Möglich wäre dadurch zudem eine zusätzliche Erzeugung von großen Mengen an Wärme und Strom.
Für derartige Verbesserungen sind geeignete Maßnahmen erforderlich, um die Deponierung von Kunststoffen zu stoppen und rückgewinnungsorientierte Sammelsysteme einzurichten. Diese müssen mit moderner Sortierinfrastruktur und verbesserten Recycling- und Verwertungsprozessen in Einklang gebracht werden, um das volle Potenzial dieser kostbaren Ressource auszuschöpfen. Recycelte Kunststoffe können in vielen Produkten des täglichen Gebrauchs wiederverwendet werden, z.B. in Kleidung, in Fahrzeugteilen, in Verpackungsprodukten und zu vielen weiteren Zwecken. Aktuell wird jedoch zu wenig Kunststoff recycelt, obwohl innovative Technik wie das Perception Studio von Perception Park die erforderlichen Möglichkeiten dafür bieten würde.
„Eine Unterscheidung z.B. zwischen Polypropylen und Polyethylen oder anderen, auf den ersten Blick sehr ähnlichen Materialien ist mit Hilfe der hyperspektralen Bildverarbeitung problemlos möglich. Mit unserem Perception Studio können entsprechende Systeme sogar von Personen entwickelt werden, die wenig oder gar keine Erfahrung mit dem Thema Spektroskopie haben. Die technischen Möglichkeiten für einen deutlichen Ausbau der Recyclingquoten von Kunststoffen sind also vorhanden und sollten aus Umweltschutzgründen erheblich mehr genutzt werden“, wünscht sich Burgstaller für die Zukunft.
