Photoneo

Photoneo 发布了新一代PhoXi 3D 扫描仪，进行了多项重大升级。这些变化将如何帮助客户实现工业应用？Photoneo 的 3D 传感总监 Marcel Svec 和研发主管 Svorad Stolc 在下面的文章中解答了这个问题。

在恶劣的工业条件下表现稳定

随着对智能自动化的需求日益增长， 3D视觉作为视觉引导机器人技术不可或缺的一部分，一直受到拓展新市场。3D视觉逐渐进入机器人引导、料箱拾取、高级物体处理、卸垛、路径校正、装配、质量控制、检测或形状评估等应用领域。

这些自动化解决方案通常需要在具有挑战性的工业环境中实施，这些环境会使 3D 视觉系统暴露在灰尘、潮湿、水、环境光或高温、低温甚至变化的温度下。这些因素对 3D 视觉系统的硬件和性能都提出了苛刻的要求。最好的 3D 扫描设备需要经过彻底优化，并提供微米级精度和高分辨率 - 然而，它们还需要承受恶劣的工业环境，以便在恶劣条件下保持最高质量的性能。有几个方面会影响现代 3D 视觉系统的耐用性，并有助于在具有挑战性的情况下保持其稳定和准确的性能。它们存在于哪里？

热稳定性

为了扩大可能的应用范围，并确保 3D 扫描仪不仅在高温或低温下，而且在不断变化的热条件下（这通常对 3D 视觉系统构成巨大挑战）都能提供稳定可靠的性能，它需要具有先进的热校准模型。此功能将允许您将扫描仪部署在需要将设备暴露在真正苛刻的热条件下的应用中，并且其性能不会受到影响。

以太网供电

3D 扫描设备通常配备两个不同的连接器 - 提供电源的定制连接器以及支持数据通信的以太网或 USB 连接器。这种设置更昂贵，安装更复杂，并且可能带来更多限制，例如电缆长度。

PoE（以太网供电）是一种优雅的技术解决方案，可通过单根电缆提供数据和电力。它具有许多优势，是工业环境中的首选。PoE 可靠、稳定且坚固耐用。它在安装和维护方面都具有成本效益，并且安全可靠，因为它可确保过流、欠流以及故障保护。PoE 基于标准，因此具有极大的灵活性，可确保不同供应商之间的互操作性。PoE 的另一个优点是它使用户能够使用长度超过 30 米的电缆。

尽管 PoE 是首选方案，但我们决定支持两种标准以满足所有客户的需求——因此用户也可以通过 24 V 为其设备供电。这种替代方案也可靠且安全，使用限流电路来防止短路。另一个优点是 24 V 具有更高的穿越能力，这有助于设备更好地承受电压骤降。如果发生事故，不会有人身伤害的风险。

IP65：防尘防水

高机械质量不仅确保设备能够在恶劣条件下可靠地工作而不会受到任何损坏，而且还能最大限度地降低不必要的服务和相关维修成本的风险。通用 IP 等级系统为买家和用户提供了非常准确的信息，说明在特定环境和应用中使用设备有多安全。IP 等级由两位数字组成。第一位数字表示产品可以承受多少固体侵入，第二位数字表示对水的耐受程度。

工业级 3D 扫描仪的防护等级至少应达到 IP65。具有此等级的扫描仪完全防尘，可抵御来自任何方向和任何角度的低压 6.3 毫米水流。因此，您可以在多尘或潮湿的大厅中使用扫描仪，而不必担心固体颗粒和液体进入外壳并损坏设备。尽管如此，虽然这样的环境不会损坏设备，但如果您需要实现高质量和低噪音扫描，它们通常不是最佳选择，因为它们会严重影响采集的光学条件。

M12 连接器

M12 连接器已成为工业应用的首选。带旋入式锁的连接器提供可靠且安全的连接，其圆形设计确保无与伦比的坚固性，可保护设备免受灰尘、湿气和其他污染物的影响，还可防止撞击、振动或温度变化的潜在影响。其紧凑的尺寸也是一大优势，可以满足工业应用对组件小型化日益增长的需求以及对电力和数据传输日益增长的需求。

快速 GPU

时间是 3D 扫描的关键因素，因此我们在这方面也取得了重大改进。利用 NVIDIA Jetson TX2 的强大功能，新一代 PhoXi 3D 扫描仪可让用户节省40%的计算时间，即总扫描时间的 200 毫秒。这可以缩短周期时间，或者在较长的采集情况下，它可以提供比以前更高质量且更短时间的数据。使用 GPU 的另一个优点是计算在设备上运行，从而节省了 PC 资源，为更多用户应用程序留出了空间。

强大的固件

由于软件和固件是任何 3D 视觉系统不可分割的组成部分，因此在这些方面进行升级也很重要。除了一般的改进外，固件现在还提供更多用户设置，以便更好地控制整个扫描过程。它还配备了升级的环境光抑制算法，得益于此，3D 扫描仪即使在明亮的环境光设置下也能提供卓越的性能——这一因素通常对 3D 视觉系统构成重大挑战。

另一项重大升级与反射过滤有关——新的智能算法可消除复杂场景几何区域中出现的伪影，在这些区域中，投影图案的反射会导致噪音和错误测量。这种情况发生在使用自身照明方法的任何类型的扫描设备上。得益于新的反射过滤器，3D 扫描仪可显著消除错误测量。

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