„Shenzhen V-Plus Technologies Co., Ltd.“

2D ar 3D mašinų vizija, kodėl ne abu

2D ar 3D mašinos vizija? Kodėl ne abu?

Ne per daug metų sistemos dizaineriai ir integratoriai darė viską, ką galėjo, kad išvengtų 3D mašinos matymo. Tam reikėjo kompleksinių apšvietimo sistemų, daug apdorojimo galios, daugiau inžinerijos ir dar daugiau pinigų.

Šiandien, didėjant skaičiavimo galiai ir naujesniems, greitesniems CMOS fotoaparatų jutikliams, 3D mašinų regėjimo įrangos ir programinės įrangos tiekėjai supaprastino 3D sistemos sąranką, tuo pačiu pridėdami dar daugiau galimybių savo produktams, pavyzdžiui, naudodami 2D ir 3D vaizdus, ​​kad jų sistemos būtų vienodos tvirtesnis. Todėl programos, kurios niekada nebūtų atsižvelgusios į 3D kainą, technologijas taiko rekordiškai greitai.

2D, palyginti su 2,5D, palyginti su 3D
Bet kokia 3D vaizdų diskusija pradedama apibrėžiant terminus. Standartinis 2D matymo mašina vaizdas yra plokščias, sukalibruotas, kad būtų galima išmatuoti ilgį ir plotį, tačiau jis nepateikia jokios informacijos apie aukštį. Kitas žingsnis, 2.5D, be X ir Y ašių, apima Z ašį arba aukščio informaciją; jame taip pat pateikiama informacija, leidžianti mašinų regėjimo sistemai įvertinti objektų sukimąsi (žingsnį ir pakrypimą) aplink du iš trijų matmenų. Tikrasis 3D pateikia X, Y ir Z informaciją, taip pat sukimosi informaciją apie visas tris ašis (rX, rY ir rZ). 3D regėjimo „šventajam graliui“ - šiukšlių rinkimui - ir daugeliui kitų atsirandančių programų tiks tik 3D.

„3D vizija ir robotų konteinerių rinkimas buvo labai tvirtai susieti“, - aiškina Jim Andersonas, „SICK, Inc.“ (Mineapolis, Minesota) produktų vadovas - „Vision“. „Tokie vizionieriai kaip Adil Shafi dirbo 15 metų, tačiau dabar šiukšlių surinkimas iš tikrųjų pradeda duoti vaisių.“

Tokios įmonės kaip SICK supaprastina sunkiausių mašinų matymo programų diegimą pasitelkdamos skaičiavimo arklio galias ir išmanesnę programinę įrangą. Pavyzdžiui, SICK siūlo pagamintą šiukšlių surinkimo sistemą, vadinamą tikslia detalių vieta šiukšliadėžėse (PLB), kuri sujungia lazerio trianguliacija paremtą mašinos regėjimo sistemą su specializuota programine įranga, kuri atsižvelgia į visus pašalinius dalykus, kad sėkmingai būtų galima rinkti šiukšlių dėžę .

Geresnė 3D programinė įranga
„Istoriškai visa 3D programinė įranga buvo paremta 2D algoritmais, kurie buvo pritaikyti 3D“, - sako Nicholas Tebeau, „LEONI Engineering Products & Services“ (Oriono ežeras, Mičiganas) „Vision Solutions“ produktų grupės vadovas. „Dabar įmonės siūlo tinkamus 3D įrankius, kurie palengvina visą programą. Tai ne tik 2D ar 3D klausimas. Pavyzdžiui, rinkdami šiukšliadėžę, turite turėti tinkamus griebtuvus. Programinė įranga turi atsižvelgti į griebtuvą ir įsitikinti, kad jis nesitrenkia su šiukšliadėžės sienelėmis - ir ne tik rasti dalių orientaciją, bet ir žinoti, kur ją galite patraukti ir kur negalima, remiantis detalių geometrija. Laimei, mes galime naudoti FPGA ir kitas priemones, kad visas procesas būtų greitesnis, tačiau integratoriaus požiūriu vis dar reikia daug ką apsvarstyti “.

4 (1)

Ne kiekvienai roboto valdymo programai reikalingas visas 3D. Pasak „FANUC America Corp.“ (Rochester Hills, Mičiganas) nacionalinės sąskaitos vadybininko ir mašinų regėjimo eksperto Edo Roney'io, „daugybę kartų robotas turi žinoti tik atstumą iki objekto, žiūrėdamas į robotą. Tais atvejais 2,5D gali veikti puikiai. Bet jei detalė nėra ant lygaus paviršiaus arba nežinoma detalės skalė, tai yra 3D taškų debesis. Tačiau net tada, kai objektas yra ant lygaus paviršiaus, pavyzdžiui, dėžės ant padėklo, kontrasto trūkumas gali būti priežastis pereiti 3D. Robotas, naudojantis 2D ar 2.5D, gali nesunkiai pasakyti, kur baigiasi viena dėžutė, o kita prasideda, nes tarp dviejų dėžių nėra pakankamai kontrasto “.

Struktūrinė šviesa yra vienas iš būdų, kaip tokios įmonės kaip SICK ir „Tordivel AS“ (Oslas, Norvegija) sukuria kontrastą 3D vaizduose. „Tordivel“, geriausiai žinomas dėl „Scorpion Vision“ mašinų regėjimo bibliotekos, neseniai išleido „Scorpion 3D Stinger“ kamerą. Skirtingai nuo daugumos stereovizinių fotoaparatų, kurie sukuria Z vertę kiekvienam pikseliui, atsižvelgiant į nedidelius vaizdų skirtumus, gautus dviem atskiroms kameroms, įmontuotoms į vieną korpusą ir atskirtoms žinomu atstumu, „Tordivel“ sujungia stereoviziją su lazerio projekcija.

„Atsitiktinio modelio projektorius (RPP) garantuoja, kad objektas turės pakankamai tekstūros patikimiems stereovizijos skaičiavimams“, - sako Thor Vollset, „Tordivel“ generalinis direktorius. „Manyčiau, kad lazerinė trianguliacija yra mažiau sudėtinga nei stereovizija, nes 3D taškai generuojami atsižvelgiant į kampą tarp fotoaparato ir lazerio, iš tikrųjų paprastas 2D skaičiavimas. 3D kalibruota kamera žino, kur kiekvienas taškas juda erdvėje. Tai naudojama norint judėti tarp 2D ir 3D vaizdų naudojant 3D objekto pozą, norint išgauti tiksliausias 3D koordinates iš labai tikslių 2D vaizdų kraštų. Lazerio trianguliacijos skaitytuve kraštai negali būti tiksliai aprašyti, nes 3D taškui apibūdinti paprastai reikalingi keli pikseliai. Manyčiau, kad dauguma 3D taškinių debesų iš tikrųjų turi daug mažiau informacijos nei 2D vaizdas “. [Pastaba: lazerio trianguliacijos šalininkai teigia, kad jų sistemos siūlo geresnę 3D skiriamąją gebą nei stereoskopinės, tačiau galiausiai tai priklauso nuo budėjimo režimo, nuskaitymo lazeriu greičio, fotoaparato skiriamosios gebos ir kitų veiksnių.]

„Su„ Scorpion 3D Stinger “fotoaparatu ir papildoma programine įranga sukuriame tankų 3D taškų debesį ir papildomą didelės raiškos 2D vaizdų rinkinį“, - priduria Vollsetas. „Pradėdami nuo 3D vaizdo, galite nustatyti objekto pozą ar objekto plokštumą ir tada pereiti prie 2D vaizdo, kuriame atliekame tiksliausius 3D matavimus. Prieš dvejus metus nemaniau, kad tai įmanoma. Bet dabar mes galime milimetro tikslumu išgauti kiekvieną tašką euro padėklų matymo lauke per sekundę 800 mm x 1200 mm x 1000 m. Norėdami tai padaryti nuskaitydami lazeriu, tai gali užtrukti nuo 2 iki 5 sekundžių, atsižvelgiant į lazerio nuskaitymo laiką. Dar viena stereovizijos nauda yra ta, kad mes galime užfiksuoti 3D duomenis iš judančių objektų be vėlavimo “. 

4 (2)
2D ir 3D: geriausias iš abiejų pasaulių
Nors stereoskopinės sistemos gali generuoti tiek didelės raiškos 2D vaizdus, ​​tiek 3D vaizdus, ​​kad būtų galima pagerinti duomenis arba palengvinti sistemos naudojimą žmonėms, ne kiekviena programa turi nekilnojamojo turto stereoskopinei kamerai.

Didelio greičio CMOS jutiklių dėka viena kamera gali rinkti tiek didelės raiškos 2D vaizdus, ​​tiek 3D duomenis naudodama lazerinę trianguliaciją. „Galite ne tik fotografuoti aukštos raiškos pilkos spalvos ar spalvotus vaizdus kas 1000-tą kadrą, bet ir nustatyti skirtingus regionus kameros regėjimo lauke ir rinkti 3D, 2D ar abu duomenis“, - pažymi SICKo Andersonas.

Tokios galimybės pritraukia naujų klientų į 3D mašinų matymą. "Mes turime klientų užkandžių ir maisto pramonėje, kurie naudoja 3D matuodami 100% savo produkto, kai jis konvejeriu praeina žemiau kameros", - sako Andersonas. „Jei žadate 5-in. šokolado plytelės ir jūs gaminate tik 4,9 colio plytelę, tai yra sukčiavimas. Taigi jūs toleruojate juos nuo 5 iki 5,2 colių, kad būtumėte saugūs. Bet jei galite tai sumažinti iki 5,05 colio, ta įmonė kasmet sutaupys milijonus dolerių. Būtent tokiai programai buvo sukurtas mūsų naujasis „Ranger E“, kuris teikia aukštos raiškos spalvotus vaizdus ir 3D lazerinę trikampę. “ SICK taip pat neseniai pristatė stacionarų 3D objektų nuskaitymą, naudodamas technologiją, panašią į vaizdinius 2D kodo skaitymo skaitytuvus.

Kai atsiranda naujų sprendimų, kurie naujiems mašinų matymo vartotojams palengvina 3D technologijų pritaikymą, savininkai tikisi, kad rinka ir toliau plėsis. „Daugialypis vaizdavimas tikrai auga“, - pažymi FANUC Roney. „Matome, kad to prašo daugiau klientų, nes 3D tapo taip paprasta naudoti kaip 2D mašininis matymas.“


Skelbimo laikas: 2019 m. Lapkričio 1 d