Koks yra 3D fotoaparato mašinos matymo tikrinimo principas?

Nuolat tobulėjant pramoninei automatizacijai, tradicinės dvimatės vizualinės apžiūros sistemos nebegali patenkinti šiuolaikinės gamybos pramonės paklausos dėl didelio-tikslumo, didelio-efektyvumo ir didelio lankstumo tikrinimo. 3D kameros mašininio matymo tikrinimo technologija tapo pagrindine sumanios gamybos ir kokybės kontrolės priemone. Taigi, kas yra 3D kameros mašinos regėjimo patikrinimas? Koks jo veikimo principas? Šiame straipsnyje bus pateikta išsami analizė.
1, Pagrindinės 3D kameros mašinos regėjimo tikrinimo sąvokos
3D kameros mašininio regėjimo tikrinimas reiškia automatinį aptikimo metodą, kuris naudoja 3D vaizdo įrenginius (pvz., 3D kameras), kad gautų trimatę erdvinę objektų informaciją, ir derina vaizdo apdorojimo algoritmus, kad aptiktų ir analizuotų objektų dydį, formą, padėtį, defektus ir kt.
Palyginti su tradicinėmis 2D matymo sistemomis, 3D matymas gali gauti ne tik plokštuminius objektų vaizdus, ​​bet ir informaciją apie jų gylį, taip tiksliai atpažindamas sudėtingas struktūras, paviršius, aukščio skirtumus ir kitas savybes.
2, 3D kameros veikimo principas
3D kamera yra pagrindinis 3D vizualinio patikrinimo įrenginys, o jos veikimo principas daugiausia priklauso nuo šių pagrindinių technologijų:
1. Struktūrinė šviesa
Struktūrinės šviesos technologija projektuoja specifinius šviesos raštus (pvz., juosteles ar taškus) ant objekto paviršiaus, o kai šviesa susiduria su paviršiaus bangomis, ji deformuojasi. Užfiksavus šiuos deformuotus raštus fotoaparatu, kiekvieno pikselio gylio informacija apskaičiuojama naudojant vaizdo apdorojimo algoritmus, kad būtų sukurtas trimatis objekto modelis.
Privalumai: Didelis tikslumas, tinka statinio arba lėto greičio scenarijams
Trūkumai: jautrus aplinkos šviesai, netinka didelės spartos ar atspindinčio paviršiaus aptikimui{0}}
Taikymas: mobiliojo telefono rėmelio dydžio aptikimas, elektroninių komponentų lygumo matavimas ir kt
2. Skrydžio laikas (ToF)
ToF technologija apskaičiuoja atstumą tarp objekto ir fotoaparato, skleisdama infraraudonųjų spindulių šviesos impulsus ir matuojant laiką, per kurį šviesa atsispindi atgal į kamerą. Greitai nuskaitydama visą matymo lauką, sistema gali sukurti visą gylio žemėlapį.
Privalumai: greitas atsakas, tinka dinaminiam aptikimui
Trūkumai: maža skiriamoji geba, tikslumą riboja atstumas
Taikymas: AGV kliūčių išvengimas, siuntinio tūrio matavimas, autonominis vairavimas ir kt
3. Stereo Vision
Imituokite žmogaus vizualinio suvokimo principą, naudokite dvi kameras, kad užfiksuotumėte tą patį objektą iš skirtingų kampų, apskaičiuokite skirtumus naudodami vaizdų derinimo algoritmus ir taip apskaičiuokite objekto trimačius{0}}koordinates.
Privalumai: paprasta struktūra, maža kaina
Trūkumai: aukšti tekstūros reikalavimai, sunkiai priderinamos silpnos tekstūros vietos
Taikymas: roboto griebimas, lauko navigacija, objektų atpažinimas
3, 3D vizualinio patikrinimo darbo eiga
Visą 3D vizualinio patikrinimo sistemą paprastai sudaro šie veiksmai:
1. Vaizdo gavimas
Gaukite vaizdo duomenis, kuriuose yra gylio informacijos, naudodami 3D kamerą, pvz., taškų debesies žemėlapius, gylio žemėlapius arba pilkų atspalvių žemėlapius.
2. Vaizdo išankstinis apdorojimas
Atlikite triukšmo slopinimą, filtravimą, koordinačių transformaciją ir kitą neapdorotų duomenų apdorojimą, kad pagerintumėte tolesnių algoritmų stabilumą ir tikslumą.
3. Funkcijų ištraukimas ir suderinimas
Išskirkite pagrindines vaizdo savybes, tokias kaip briaunos, kontūrai ir plokštumos, ir palyginkite jas su standartiniais modeliais ar šablonais, kad nustatytumėte defektus ar nukrypimus.
4. 3D rekonstrukcija ir matavimas
Taškinių debesies duomenų naudojimas trimačiui objekto modeliui atkurti, kad būtų galima matuoti dydį, tūrį apskaičiuoti, analizuoti formą ir kitais tikslais.
5. Defektų nustatymas ir sprendimas
Mašininio mokymosi arba giluminio mokymosi algoritmų derinimas aptiktoms anomalijoms klasifikuoti ir nustatyti bei aptikimo rezultatams išvesti.
4, 3D vizualinio patikrinimo pranašumai
Palyginti su tradicinėmis rankinio tikrinimo ar 2D matymo sistemomis, 3D matymo tikrinimas turi šiuos reikšmingus pranašumus:
Didelis tikslumas: gali pasiekti matavimo tikslumą mikrometro ar net žemiau milimetro lygiu, atitinkančiu tikslios gamybos reikalavimus.
Didelis pritaikomumas: gali valdyti sudėtingas formas, atspindžius, skaidrumą, mažą kontrastą ir kitas 2D sunkiai valdomas scenas.
Didelis efektyvumas: automatinio aptikimo greitis yra greitas, tinkamas didelėms{0}}gamybos linijoms.
Be kontakto: išvengiama apdirbamo ruošinio pažeidimo ir tinka trapiems ar didelės vertės{0}}produktams.
5, tipiniai taikymo scenarijai
3D vizualinis patikrinimas buvo plačiai taikomas keliose pramonės šakose, o toliau pateikiami keli tipiniai scenarijai:
Elektronikos gamyba: PCB litavimo jungčių aptikimas, lusto tvirtinimo tikslumas, telefono korpuso matmenys ir kt.
Automobilių komponentai: išmatuokite variklio cilindrų blokų, pavarų ir stabdžių trinkelių matmenų paklaidas ir paviršiaus defektus.
Logistika ir sandėliavimas: automatiškai išmatuokite pakuotės tūrį, nustatykite krovinio laikyseną ir nukreipkite AGV, kad išvengtumėte kliūčių.
Maistas ir medicina: pakuotės vientisumo, buteliuko dangtelio sandarumo ir tablečių išvaizdos defektų tikrinimas.
6, Ateities plėtros tendencijos
Nuolat tobulėjant dirbtiniam intelektui, krašto skaičiavimui ir jutiklių technologijoms, 3D vizualinis patikrinimas tobulėja siekiant didesnio tikslumo, greitesnio ir stipresnio intelekto:
AI+3D vizija: gilaus mokymosi algoritmų taikymas taškinių debesų apdorojimui ir defektų atpažinimui tampa vis plačiau paplitęs.
Kraštų skaičiavimas: naudokite vaizdo apdorojimo algoritmus vietiniuose įrenginiuose, kad gautumėte milisekundžių atsaką.
Kelių jutiklių suliejimas: kelių jutiklių, tokių kaip RGB, infraraudonųjų spindulių ir lazerio sujungimas, siekiant pagerinti aptikimo patikimumą.
Modularizacija ir standartizavimas: spartaus 3D matymo sistemų diegimo ir pramoninio populiarinimo skatinimas.
7, Išvada
3D kamerų mašinų regėjimo tikrinimo technologija pamažu tampa pramoninės automatikos „išmaniąja akimi“. Tai ne tik pagerina aptikimo tikslumą ir efektyvumą, bet ir suteikia tvirtą duomenų pagrindą sumaniai gamybai. Ateityje, nuolat tobulėjant technologijoms, 3D vizija parodys savo galingą pritaikymo potencialą daugiau sričių.