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闻亭泰科:面向工业机器人3D机器视觉系统的可编程结构光投射仪Pro4500CV
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2022-01-18 10:21:42来源: 中国机器视觉网

当前3D相机在机器视觉中的应用越来越广,其核心部件结构光投影仪也得到广泛关注,基于工业应用的工业级投影仪逐渐替代了传统的商业投影仪。相较于传统商业投影仪,工业投影仪具有成像质量高、稳定性好、帧率高、帧同步及可编程控制等特点,目前成为高精度3D检测、测量等应用的首选方案。

随着经济的发展与科技的进步,自动化技术逐渐渗透到生产与生活中各个层面,尤其是工业机器人的普及使得机器人自动化得到了更广泛的应用和关注。机器人集成视觉系统利用机器视觉技术实现检测、识别、定位、引导等功能,为机器人后续运动提供信息,从而实现机器人自动化。视觉系统在机器人系统里占据重要位置,它所提供数据的精度和维度是机器人自动化程度的关键。

在很多自动化应用场景中,工业机器人经常被用来进行抓取作业,主要用在自动化分拣、上料、拆垛码垛、装配搬运等过程中。要完成整个作业流程,机器人系统需要完成目标感知、运动规划、抓取规划等一系列任务。视觉系统在机器人抓取作业中的作用就是识别、定位目标物体,为机器人提供抓取对象的类型与位姿信息。其中,位姿信息的精度关系到抓取的成功率,是非常重要的技术参数。

3D视觉可以提供目标物体6DOF的位姿数据以及包含物体深度信息的点云数据,远远超过传统2D视觉提供的3DOF位姿数据,成为当前工业机器人主要视觉系统,3D相机是主要硬件载体。

3D相机的成像精度需要满足应用场景的抓取精度要求。工作距离越大,3D相机的视场越大,其成像精度越低。影响成像精度的因素有很多,其中最重要的是相机的分辨率、光源亮度以及光源的调制。因此,在相机分辨率已经确定的情况下,如何提高光源的质量,是提高成像精度的重要途径。

目前,3D相机的成像技术有很多种,在工业应用上高精度测量主要以结构光视觉为主,主要包括线结构光成像技术、编码结构光成像技术。线结构光成像具有精度高、抗环境干扰等特点,但速度较慢,不适合高效率应用场景;编码结构光具有精度高、速度快等特点,但扫描幅面较小;大视场领域以双目立体视觉和TOF(飞行时间)成像技术为主。双目立体视觉测量精度受空间和算法影响较大,在大视场领域实现的精度有限。TOF测量受TOF传感器分辨率影响,精度较低,且提升空较小。

随着工业自动化的深入,机器人抓取的对象越来越大,形状越来越不规则,抓取的效率要求越来越高,对位姿精度的要求也越来越高,这使得3D相机在扫描幅面和距离变得越来越大的同时,图形精度要求却不能下降太多。以双目立体视觉和TOF成像技术为主的视觉系统不能满足当前需求。编码结构光的特点刚好可以满足精度要求高、成像速度快的需求。作为编码结构光视觉系统的核心组件结构光投射仪是这个系统的关键。

针对上述需求,闻亭泰科推出基于编码结构光原理的3D视觉系统核心组件可编程结构光投射仪——Pro4500CV。该产品具有大视场、高亮度、高分辨率、视场可变、大景深以及结构小巧等特点。完全满足当前机器人抓取在大视场应用的需求。

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产品描述

Pro4500CV是基于Wintech成熟的Pro4500平台打造,采用TI成熟可靠的高分辨芯片dlp4500,拥有高达100万个微镜阵列。针对大视场应用场景的特点,Pro4500CV重新设计了光路系统、电源管理及散热系统,使得该产品电光转换率大幅提升,出光功率高达500流明。

在镜头方面,Pro4500支持手动和软件双模调试,在保证图形质量的情况下,工作距离从0.5米到3米之间任意调节,可实现45mm-1000mm的景深范围;为了达到高亮显示,Pro4500CV重新设计了散热系统,除了采用更高系数的导热介质,重点对进风道和出风道进行了重新设计,使得空气对流更加合理,LED在高功率状态下仍然能获得很好的光电转换率;同时,为了满足用户不同场景下的亮度度需求,Pro4500CV采用PWM电源调制模式,256级灰度可调,可轻松通过GUI图形界面进行控制;

另外,该产品在设计上采用了整机概念,外形采用封闭式包裹设计,除了更有利于系统集成,还可以避免实际场景中粉尘及高浓度有害气体对设备带来的损害,延长使用寿命。目前,该产品已广泛在拆垛码垛、视觉引导等领域应用,并有成功案例。

产品指标

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(编辑:中国机器视觉网 姜楠)