Koji je princip strojne vizualne inspekcije 3D kamerom?

Uz kontinuirani razvoj industrijske automatizacije, tradicionalni dvo{0}}dimenzionalni sustavi vizualnog pregleda više ne mogu zadovoljiti zahtjeve moderne proizvodne industrije za visoko-preciznošću, visoko-učinkovitošću i visokom fleksibilnošću pregleda. 3Tehnologija strojnog vida D kamerom pojavila se kao ključni alat u inteligentnoj proizvodnji i kontroli kvalitete. Dakle, što je pregled strojnog vida 3D kamerom? Koji je njegov princip rada? Ovaj članak će vam pružiti detaljnu analizu.
1, Osnovni koncepti inspekcije strojnog vida 3D kamerom
Inspekcija strojnog vida 3D kamerom odnosi se na automatiziranu metodu otkrivanja koja koristi uređaje za 3D slike (kao što su 3D kamere) za dobivanje tro-dimenzionalnih prostornih informacija o objektima i kombinira algoritme za obradu slike za otkrivanje i analizu veličine, oblika, položaja, nedostataka itd. objekata.
U usporedbi s tradicionalnim 2D sustavima vida, 3D vid ne samo da može dobiti planarne slike objekata, već i njihovu dubinsku informaciju, čime se postiže točno prepoznavanje složenih struktura, površina, visinskih razlika i drugih značajki.
2, Princip rada 3D kamere
3D kamera je temeljni uređaj za implementaciju 3D vizualnog pregleda, a njen princip rada se uglavnom oslanja na sljedeće glavne tehnologije:
1. Strukturirano svjetlo
Tehnologija strukturiranog svjetla projicira specifične svjetlosne uzorke (kao što su pruge ili točkice) na površinu objekta, a kada svjetlo naiđe na valovitost površine, podvrgava se deformaciji. Nakon snimanja ovih deformiranih uzoraka kamerom, informacija o dubini svakog piksela izračunava se pomoću algoritama za obradu slike kako bi se konstruirao tro{1}}dimenzionalni model objekta.
Prednosti: Visoka preciznost, pogodna za statične ili spore scenarije
Nedostaci: Osjetljivo na ambijentalno svjetlo, nije prikladno za-detekciju velike brzine ili reflektirajuće površine
Primjena: Detekcija veličine okvira mobilnog telefona, mjerenje ravnosti elektroničkih komponenti itd
2. Vrijeme leta (ToF)
Tehnologija ToF izračunava udaljenost između objekta i kamere emitiranjem infracrvenih svjetlosnih impulsa i mjerenjem vremena koje je potrebno svjetlu da se reflektira natrag na kameru. Brzim skeniranjem cijelog vidnog polja, sustav može generirati potpunu kartu dubine.
Prednosti: Brz odziv, pogodan za dinamičku detekciju
Nedostaci: Niska razlučivost, točnost ograničena udaljenošću
Primjene: AGV izbjegavanje prepreka, mjerenje količine paketa, autonomna vožnja itd
3. Stereo Vizija
Simulirajte princip ljudske vizualne percepcije, upotrijebite dvije kamere za snimanje istog objekta iz različitih kutova, izračunajte disparitet pomoću algoritama za podudaranje slike i tako izračunajte tro{0}}dimenzionalne koordinate objekta.
Prednosti: Jednostavna struktura, niska cijena
Nedostaci: Visoki zahtjevi za teksturom, teško uskladiti područja sa slabom teksturom
Primjene: hvatanje robota, navigacija na otvorenom, prepoznavanje objekata
3, Tijek rada 3D vizualnog pregleda
Potpuni sustav 3D vizualnog pregleda obično uključuje sljedeće korake:
1. Snimanje slike
Pribavite slikovne podatke koji sadrže informacije o dubini putem 3D kamere, kao što su karte oblaka točaka, karte dubine ili karte u sivim tonovima.
2. Predobrada slike
Izvršite uklanjanje šuma, filtriranje, transformaciju koordinata i drugu obradu neobrađenih podataka kako biste poboljšali stabilnost i točnost sljedećih algoritama.
3. Ekstrakcija značajki i podudaranje
Izdvojite ključne značajke sa slike, kao što su rubovi, konture i ravnine, i usporedite ih sa standardnim modelima ili predlošcima kako biste identificirali nedostatke ili odstupanja.
4. 3D rekonstrukcija i mjerenje
Upotreba podataka oblaka točaka za rekonstrukciju tro-dimenzionalnog modela objekta za mjerenje veličine, izračun volumena, analizu oblika i druge svrhe.
5. Identifikacija nedostataka i prosudba
Kombinacija algoritama strojnog učenja ili dubokog učenja za klasificiranje i utvrđivanje otkrivenih anomalija i izlaznih rezultata otkrivanja.
4, Prednosti 3D vizualnog pregleda
U usporedbi s tradicionalnom ručnom inspekcijom ili 2D sustavima vida, 3D vizualna inspekcija ima sljedeće značajne prednosti:
Visoka preciznost: može postići točnost mjerenja na mikrometarskoj ili čak submilimetarskoj razini, ispunjavajući zahtjeve precizne proizvodnje.
Visoka prilagodljivost: može se nositi sa složenim oblicima, odrazima, prozirnošću, niskim kontrastom i drugim 2D scenama s kojima je teško rukovati.
Visoka učinkovitost: brzina automatizirane detekcije je velika, prikladna za-velike proizvodne linije.
Beskontaktno: izbjegava oštećenje obratka i prikladan je za lomljive ili proizvode visoke-vrijednosti.
5, Tipični scenariji primjene
3D vizualni pregled naširoko se primjenjuje u više industrija, a sljedeći su neki tipični scenariji:
Elektronička proizvodnja: otkrivanje PCB lemljenih spojeva, točnost ugradnje čipa, dimenzije kućišta telefona itd.
Automobilske komponente: izmjerite pogreške u dimenzijama i površinske nedostatke blokova cilindara motora, zupčanika i kočionih pločica.
Logistika i skladištenje: automatski mjeri volumen paketa, identificira položaj tereta i vodi AGV kako bi izbjegao prepreke.
Hrana i lijekovi: Ispitivanje cjelovitosti pakiranja, brtvljenja čepa boce i nedostataka izgleda tableta.
6, Budući razvojni trendovi
Uz kontinuirani napredak umjetne inteligencije, rubnog računalstva i tehnologije senzora, 3D vizualni pregled se razvija prema većoj točnosti, većoj brzini i jačoj inteligenciji:
AI+3D Vision: Primjena algoritama dubokog učenja u obradi oblaka točaka i prepoznavanju nedostataka postaje sve raširenija.
Rubno računalstvo: implementirajte algoritme za obradu slike na lokalnim uređajima kako biste postigli odziv u milisekundama.
Fuzija više senzora: Kombinacija više senzora kao što su RGB, infracrveni i laser za poboljšanje robusnosti detekcije.
Modularizacija i standardizacija: Promicanje brzog razvoja i industrijske popularizacije sustava 3D vizije.
7, Zaključak
Tehnologija strojne vidne inspekcije 3D kamera postupno postaje "pametno oko" industrijske automatizacije. Ne samo da poboljšava točnost i učinkovitost detekcije, već također pruža čvrst temelj podataka za inteligentnu proizvodnju. U budućnosti, uz kontinuiranu zrelost tehnologije, 3D vizija će pokazati svoj snažan potencijal primjene u više polja.