Mi a 3D kamera gépi látásvizsgálatának elve?

Az ipari automatizálás folyamatos fejlődésével a hagyományos kétdimenziós vizuális ellenőrző rendszerek már nem képesek megfelelni a modern gyártóiparnak a nagy-precíziós, nagy-hatékonyságú és nagy rugalmasságú ellenőrzési. 3D kamerás gépi látásellenőrzési technológia az intelligens gyártás és minőségellenőrzés kulcsfontosságú eszközévé vált. Tehát mi az a 3D kamerás gépi látásvizsgálat? Mi a működési elve? Ez a cikk részletes elemzést nyújt Önnek.
1, A 3D kamerás gépi látásvizsgálat alapfogalmai
A 3D kamerás gépi látásvizsgálat egy olyan automatizált észlelési módszer, amely 3D képalkotó eszközöket (például 3D kamerákat) használ az objektumok háromdimenziós térinformációinak megszerzésére, és képfeldolgozó algoritmusokat kombinál az objektumok méretének, alakjának, helyzetének, hibáinak stb. észlelésére és elemzésére.
A hagyományos 2D-s látásrendszerekkel összehasonlítva a 3D-s látás nemcsak síkképeket tud szerezni az objektumokról, hanem azok mélységinformációit is, ezáltal pontos felismerést tesz lehetővé az összetett szerkezetek, felületek, magasságkülönbségek és egyéb jellemzők számára.
2, A 3D kamera működési elve
A 3D-s kamera a 3D-s vizuális ellenőrzés megvalósításának alapvető eszköze, működési elve főként a következő főbb technológiákon alapul:
1. Strukturált fény
A strukturált fénytechnológia meghatározott fénymintákat (például csíkokat vagy pontokat) vetít ki egy tárgy felületére, és amikor a fény felületi hullámzásokkal találkozik, az deformálódik. A deformált minták kamerával történő rögzítése után képfeldolgozó algoritmusok segítségével kiszámítják az egyes pixelek mélységinformációit, hogy megalkossák az objektum háromdimenziós modelljét.
Előnyök: Nagy pontosság, alkalmas statikus vagy lassú sebességű forgatókönyvekhez
Hátrányok: Érzékeny a környezeti fényre, nem alkalmas nagy-sebességű vagy tükröződő felületérzékelésre
Alkalmazás: Mobiltelefon keretméret-érzékelés, elektronikus alkatrészek síkságának mérése stb
2. Repülési idő (ToF)
A ToF technológia infravörös fényimpulzusok kibocsátásával számítja ki a tárgy és a kamera közötti távolságot, és méri azt az időt, amely alatt a fény visszaverődik a kamerára. A teljes látómező gyors átvizsgálásával a rendszer teljes mélységtérképet tud készíteni.
Előnyök: Gyors válaszadás, alkalmas dinamikus észlelésre
Hátrányok: Alacsony felbontás, távolság által korlátozott pontosság
Alkalmazások: AGV akadálykerülés, csomagtérfogat mérés, autonóm vezetés stb
3. Stereo Vision
Szimulálja az emberi vizuális észlelés elvét, használjon két kamerát, hogy ugyanazt a tárgyat különböző szögekből rögzítse, képillesztő algoritmusok segítségével számítsa ki az eltérést, és így számítsa ki az objektum háromdimenziós koordinátáit.
Előnyök: Egyszerű szerkezet, alacsony költség
Hátrányok: Magas textúrakövetelmény, nehezen párosítható gyenge textúrájú területek
Alkalmazások: Robotfogás, kültéri navigáció, tárgyfelismerés
3, A 3D-s vizuális ellenőrzés munkafolyamata
A teljes 3D-s vizuális ellenőrző rendszer általában a következő lépéseket tartalmazza:
1. Képszerzés
Szerezzen be mélységi információkat tartalmazó képadatokat egy 3D kamerával, például pontfelhőtérképeket, mélységtérképeket vagy szürkeárnyalatos térképeket.
2. Kép ​​előfeldolgozása
Végezzen zajtalanítást, szűrést, koordináta-transzformációt és egyéb feldolgozást a nyers adatokon a további algoritmusok stabilitásának és pontosságának javítása érdekében.
3. Jellemzők kinyerése és egyeztetése
Vonja ki a képből a legfontosabb jellemzőket, például éleket, kontúrokat és síkokat, és hasonlítsa össze ezeket szabványos modellekkel vagy sablonokkal a hibák vagy eltérések azonosítása érdekében.
4. 3D rekonstrukció és mérés
Pontfelhőadatok használata egy objektum háromdimenziós modelljének rekonstruálásához méretméréshez, térfogatszámításhoz, alakelemzéshez és egyéb célokra.
5. A hiba azonosítása és megítélése
Gépi tanulási vagy mély tanulási algoritmusok kombinálása az észlelt rendellenességek osztályozására és meghatározására, valamint az észlelési eredmények kimenetére.
4, A 3D vizuális ellenőrzés előnyei
A hagyományos kézi vagy 2D látórendszerekhez képest a 3D látásvizsgálatnak a következő jelentős előnyei vannak:
Nagy pontosság: A precíziós gyártás követelményeinek megfelelő mérési pontosságot érhet el mikrométeres vagy akár milliméter alatti szinten.
Kiváló alkalmazkodóképesség: képes kezelni az összetett formákat, a tükröződéseket, az átlátszóságot, az alacsony kontrasztot és más, nehezen kezelhető 2D-s jeleneteket.
Nagy hatékonyság: Az automatikus észlelési sebesség gyors, és alkalmas nagyméretű{0}}gyártósorokhoz.
Érintkezésmentes: elkerüli a munkadarab sérülését, és alkalmas törékeny vagy nagy értékű-termékekhez.
5, Tipikus alkalmazási forgatókönyvek
A 3D-s vizuális ellenőrzést számos iparágban széles körben alkalmazzák, és az alábbiakban néhány tipikus forgatókönyv látható:
Elektronikus gyártás: PCB forrasztási kötések észlelése, chip beszerelési pontosság, telefon burkolat méretei stb.
Gépjárműalkatrészek: Mérje meg a hengerblokkok, a fogaskerekek és a fékbetétek mérethibáit és felületi hibáit.
Logisztika és raktározás: Automatikusan méri a csomag térfogatát, azonosítja a rakomány helyzetét, és irányítja az AGV-t az akadályok elkerülése érdekében.
Élelmiszer és gyógyszer: A csomagolás sértetlenségének, a palackkupak lezárásának és a tabletták megjelenési hibáinak tesztelése.
6, Future Development Trends
A mesterséges intelligencia, az élszámítástechnika és a szenzortechnológia folyamatos fejlődésével a 3D vizuális ellenőrzés a nagyobb pontosság, gyorsabb sebesség és erősebb intelligencia irányába fejlődik:
AI+3D Vision: A mélytanulási algoritmusok alkalmazása a pontfelhő-feldolgozásban és a hibafelismerésben egyre elterjedtebb.
Edge computing: telepítsen képfeldolgozó algoritmusokat a helyi eszközökre, hogy ezredmásodperces választ kapjon.
Több érzékelő fúziója: Több érzékelő, például RGB, infravörös és lézer kombinálása az érzékelés robusztusságának javítása érdekében.
Modularizálás és szabványosítás: A 3D-s látásrendszerek gyors elterjedésének és ipari népszerűsítésének elősegítése.
7, Következtetés
A 3D kamerás gépi látásvizsgálati technológia fokozatosan az ipari automatizálás "okos szemévé" válik. Nemcsak az észlelés pontosságát és hatékonyságát javítja, hanem szilárd adatalapot is biztosít az intelligens gyártáshoz. A jövőben a technológia folyamatos érettségével a 3D-s látás még több területen bizonyítja majd hatékony alkalmazási potenciálját.