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机器视觉方法解决了标准3D传感技术的局限性
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2024-09-18 14:41:01来源: 中国机器视觉网

平行结构光是一种新颖的技术方法,旨在填补3D传感的空白。视觉引导机器人可帮助制造商、物流公司和其他行业改善订单履行流程,提高生产率和利润。自动化系统的功能很大程度上取决于其配备的机器视觉类型。

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2D机器视觉系统提供二维图像,但没有深度信息,因此仅适用于条形码读取、字符识别、尺寸检查或标签验证等简单应用,而3D机器视觉系统则可以实现复杂得多的机器人任务。由于它们提供具有精确X、Y和 Z坐标的三维点云,因此它们使机器人系统能够导航和引导机器人接近物体、拾取物体并将其放置到另一个位置(例如传送带或机器)以进行进一步处理。先进的3D机器视觉系统还用于质量控制和检查、表面缺陷检测以及其他需要深度信息的任务。

3D视觉系统的市场供应相当丰富。有许多技术统治着3D视觉市场,它们都属于两大类别之一:为ToF区域扫描和LiDAR设备提供支持的飞行时间方法,以及由激光三角测量或轮廓测量、摄影测量、立体视觉和结构光系统组成的基于三角测量的方法。

这些3D传感方法基于不同的原理,各有优缺点,因此适用于不同类型的应用。虽然过去几年中一些技术取得了巨大进步,并将3D传感推向了更高的水平,但仍然存在一个限制,这些技术都无法克服。这就是它们无法捕捉移动物体的整个表面区域,也无法高质量地进行3D重建,且不会产生运动伪影。

这种质量和速度之间的权衡限制了可实现自动化的应用范围,并使客户不得不做出不满意的妥协。例如,ToF视觉系统速度非常快,但输出的3D数据的分辨率相当差。另一方面,结构光系统提供高分辨率和准确性,但代价是速度较慢,因为在采集过程中场景需要保持静态。

直到最近引入一种新的3D传感方法后,区域扫描3D相机的局限性似乎才得到克服。

填补3D传感领域的空白

Photoneo公司推出。该方法利用结构光,但与结构光系统有着根本的不同。

虽然结构光视觉系统将一个或多个编码的结构光图案以多帧的形式投射到场景中,而场景在采集时需要保持静态,但“平行结构光”技术可以说“冻结”了场景,以便从传感器的一次拍摄中获取该场景的多个虚拟图像。

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这种新方法由具有马赛克像素图案的特殊CMOS图像传感器实现。与结构光方法不同,“平行结构光”系统始终使用来自投影仪的激光。在曝光窗口期间打开和关闭的是传感器的各个像素。因此,像素调制直接发生在传感器中,而不是像结构光方法那样发生在投影场中。这意味着在传感器中的某个时间点和一帧中对单独编码的光图案进行采样,从而可以捕捉运动中的物体。

这种新方法使一系列全新的机器视觉应用和任务能够实现自动化。机器人物体处理、箱体拾取、分类、机器操作、码垛和卸垛任务,或质量控制、检查和计量不再局限于静态场景。“平行结构光”系统能够捕捉、识别和定位移动物体(例如传送带上的盒子、食品或无形物体),并实现精确的机器人导航,以便机器人能够拾取它们或执行其他物体处理任务。

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该技术应用于名为MotionCam-3D的3D摄像机中,能够捕捉速度高达140公里/小时的物体,点云分辨率为0.9 Mpx(静态模式下为 2Mpx)。

年终工作总结是对过去一年、某一时期或某项工作的情况(包括成绩、经验和存在的问题)的总回顾、评价和结论。需要识别移动物体的任务的自动化正在兴起,并渗透到所有领域,包括制造业、汽车业、物流业、电子商务、医疗业和其他行业。直到最近,动态场景的高质量捕捉和 3D 重建一直是一座未征服的山峰,但技术进步和对创新的渴望带来了前所未有的机器人能力。让我们看看接下来会发生什么。

(文章来源于Photoneo,如有侵权,请联系删文)