Який принцип інспекції машинного зору 3D камерою?

З безперервним розвитком промислової автоматизації традиційні двовимірні системи візуального огляду більше не можуть задовольнити вимоги сучасної промисловості щодо високої-точності, високої-ефективності та високої гнучкості контролю. 3Технологія машинного огляду D-камерою стала ключовим інструментом у інтелектуальному виробництві та контролі якості. Отже, що таке перевірка машинного зору 3D камерою? Який його принцип роботи? Ця стаття надасть вам детальний аналіз.
1, Основні концепції 3D камери машинного огляду
Інспекція машинного зору 3D-камерою відноситься до автоматизованого методу виявлення, який використовує пристрої 3D-зображення (такі як 3D-камери) для отримання три-просторової інформації про об’єкти та поєднує алгоритми обробки зображень для виявлення та аналізу розміру, форми, положення, дефектів тощо об’єктів.
Порівняно з традиційними двовимірними системами бачення, тривимірне бачення може не лише отримувати зображення об’єктів на площині, але й інформацію про їхню глибину, завдяки чому досягається точне розпізнавання складних структур, поверхонь, перепадів висот та інших особливостей.
2, Принцип роботи 3D-камери
3D-камера є основним пристроєм для реалізації 3D-візуального огляду, і її принцип роботи в основному базується на таких основних технологіях:
1. Структуроване світло
Технологія структурованого світла проектує на поверхню об’єкта певні світлові візерунки (наприклад, смуги або крапки), і коли світло стикається з хвилястою поверхнею, воно зазнає деформації. Після захоплення цих деформованих візерунків камерою інформація про глибину кожного пікселя обчислюється за допомогою алгоритмів обробки зображень для побудови три{1}}вимірної моделі об’єкта.
Переваги: ​​Висока точність, підходить для статичних або низьких сценаріїв
Недоліки: чутливість до навколишнього світла, непридатна для виявлення на високій-швидкості або поверхні, що відбиває
Застосування: визначення розміру кадру мобільного телефону, вимірювання площинності електронних компонентів тощо
2. Час польоту (ToF)
Технологія ToF обчислює відстань між об’єктом і камерою, випромінюючи імпульси інфрачервоного світла та вимірюючи час, необхідний для відбиття світла назад до камери. Швидко скануючи все поле зору, система може створити повну карту глибини.
Переваги: ​​Швидкий відгук, підходить для динамічного виявлення
Недоліки: низька роздільна здатність, точність обмежена відстанню
Застосування: уникнення перешкод AGV, вимірювання обсягу посилок, автономне водіння тощо
3. Стерео бачення
Змоделюйте принцип людського візуального сприйняття, використовуйте дві камери для зйомки того самого об’єкта з різних кутів, обчисліть невідповідність за допомогою алгоритмів зіставлення зображень і таким чином обчисліть три{0}}вимірні координати об’єкта.
Переваги: ​​проста структура, низька вартість
Недоліки: Високі вимоги до текстури, важко підібрати слабкі текстури
Застосування: захоплення роботів, навігація на вулиці, розпізнавання об’єктів
3, Робочий процес 3D візуального огляду
Повна тривимірна система візуального огляду зазвичай включає наступні етапи:
1. Отримання зображення
Отримайте дані зображення, що містять інформацію про глибину, за допомогою 3D-камери, наприклад карти хмари точок, карти глибини або карти відтінків сірого.
2. Попередня обробка зображення
Виконайте усунення шумів, фільтрацію, перетворення координат та іншу обробку необроблених даних, щоб підвищити стабільність і точність наступних алгоритмів.
3. Виділення ознак і зіставлення
Виділіть із зображення ключові характеристики, такі як грані, контури та площини, і порівняйте їх із стандартними моделями чи шаблонами, щоб виявити дефекти чи відхилення.
4. 3D реконструкція та вимірювання
Використання даних хмари точок для реконструкції три{0}}вимірної моделі об’єкта для вимірювання розміру, обчислення об’єму, аналізу форми та інших цілей.
5. Ідентифікація та оцінка дефектів
Поєднання алгоритмів машинного або глибокого навчання для класифікації та визначення виявлених аномалій і виведення результатів виявлення.
4, Переваги 3D візуального огляду
Порівняно з традиційною ручною перевіркою або системами 2D-огляду, 3D-огляд має такі значні переваги:
Висока точність: він може досягти точності вимірювання на рівні мікрометра або навіть субміліметра, що відповідає вимогам точності виробництва.
Висока адаптивність: здатність обробляти складні форми, відображення, прозорість, низьку контрастність та інші двовимірні сцени, складні для обробки.
Висока ефективність: висока швидкість автоматичного виявлення, підходить для-великомасштабних виробничих ліній.
Безконтактний: запобігає пошкодженню заготовки та підходить для крихких або високо-цінних виробів.
5. Типові сценарії застосування
Тривимірна візуальна перевірка широко застосовується в багатьох галузях промисловості, і нижче наведено кілька типових сценаріїв:
Виробництво електроніки: виявлення паяних з’єднань друкованих плат, точність монтажу чіпа, розміри корпусу телефону тощо.
Автомобільні компоненти: вимірювання похибок розмірів і поверхневих дефектів блоків циліндрів двигуна, передач і гальмівних колодок.
Логістика та складування: автоматично вимірюйте об’єм упаковки, визначте розташування вантажу та направляйте AGV, щоб уникнути перешкод.
Продукти харчування та ліки: перевірка цілісності упаковки, герметичності кришки пляшки та дефектів зовнішнього вигляду таблеток.
6, Майбутні тенденції розвитку
З безперервним прогресом штучного інтелекту, периферійних обчислень і сенсорних технологій 3D-візуальний контроль розвивається в напрямку вищої точності, швидшої швидкості та потужнішого інтелекту:
AI+3D Vision: застосування алгоритмів глибокого навчання в обробці хмари точок і розпізнаванні дефектів стає все більш поширеним.
Граничні обчислення: розгортайте алгоритми обробки зображень на локальних пристроях, щоб досягти мілісекундного відгуку.
Об’єднання кількох датчиків: поєднання кількох датчиків, таких як RGB, інфрачервоний і лазерний, для підвищення надійності виявлення.
Модулярність і стандартизація: сприяння швидкому розгортанню та промисловій популяризації систем тривимірного бачення.
7, Висновок
Технологія інспекції машинного зору 3D-камерою поступово стає «розумним оком» промислової автоматизації. Це не тільки покращує точність і ефективність виявлення, але й забезпечує надійну основу даних для інтелектуального виробництва. У майбутньому, з постійним розвитком технологій, 3D-бачення продемонструє свій потужний потенціал застосування в більшій кількості сфер.