Добро пожаловать в будущее трехмерного зрения

Это изменилось благодаря новой технологии Parallel Structured Light, которая устраняет дилемму между качеством и скоростью. Наконец-то мы добрались до будущего трехмерного зрения.

Рассказ о параллельном структурированном свете от Марселя Свека, директора по продукции подразделения Sensors .

В нашей предыдущей статье блога «Революция в машинном зрении» мы обсуждали концепцию 3D-сканирования в движении. Мы ответили на вопрос, почему это представляет собой проблему для стандартных технологий и как Parallel Structured Light решает эту проблему. Мы подробно изучили, как работает эта технология и какое место она занимает по сравнению с другими подходами.

В этой статье блога мы займем более практичную позицию.

Как известно, в 3D-камере MotionCam-3D реализована технология Parallel Structured Light. Сегодня мы рассмотрим технологию с точки зрения устройства:мы рассмотрим основные части и характеристики корпуса MotionCam-3D, различные модели для различных приложений, его возможности сканирования и где вы можете их использовать, а также уникальные функции, которые вы не получите с другими технологиями.

Для этого мы сравним выходные 3D-изображения самых популярных технологий 3D-зондирования и сравним их с Parallel Structured Light, чтобы получить объективное представление об их эффективности.

Что такое MotionCam-3D?

Давайте начнем с самого простого объяснения того, что такое MotionCam-3D:

MotionCam-3D — это 3D-камера для сканирования промышленных территорий, т. е. роботизированный «глаз». – которые могут быть использованы для различных приложений для автоматизации промышленных, логистических и других типов процессов. Разрешая роботам видеть , камера позволяет им манипулировать объектами в 3D-пространстве или оценивать их качество в процессе изготовления.

Основные факты о MotionCam-3D

MotionCam-3D состоит из трех основных частей:

1. Проектор, излучающий свет на сцену
2. Камера, снимающая сцену
3. Блок обработки, который вычисляет 3D-данные и отправляет их по сети Ethernet на ПК.

Устройство также может получать питание через сеть Ethernet или, в качестве альтернативы, через разъем питания 24 В.

Все эти компоненты собраны в гладком, прочном и прочном карбоновом корпусе, который весит менее 1,5 кг. Это имеет особое преимущество для ручных и глазных приложений.

MotionCam-3D доступен в трех размерах с разными диапазонами сканирования:

1. Модель S =самая маленькая модель с диапазоном сканирования до 60 см. Также есть расширенная версия S+ с дальностью сканирования до 150 см.
2. Модель М =средняя модель с диапазоном сканирования до 100 см. Расширенная версия М+ обеспечивает дальность сканирования до 150 см и повышенную точность.
3. Модель L =самая большая модель с дальностью сканирования до 300 см.

Модели + с расширенным диапазоном сканирования особенно подходят для ручного и визуального контроля.

Все пять моделей обеспечивают одинаковое разрешение до 2 миллионов 3D-точек, при этом плотность облака точек зависит от расстояния сканирования. Например, для расстояния сканирования в 1 метр плотность равна 4 точкам на 1 квадратный миллиметр.

Где можно использовать MotionCam-3D?

Надежная производительность сканирования MotionCam-3D позволяет сканировать широкий спектр объектов, сделанных из различных типов материалов, включая, помимо прочего, следующие:

• Черная резина
• Алюминий
• Маленькие, тонкие и блестящие металлические детали.
• Пластиковые предметы
• Картон
• Полупрозрачные или освещенные сзади объекты

Способность сканировать различные виды материалов, а также высокое разрешение, точность и высокая надежность в сложных промышленных условиях и условиях делают MotionCam-3D идеальным устройством 3D-зрения, которое можно автоматизировать в широком спектре приложений, таких как:

• Выбор контейнеров
• Палетизация и депалетизация
• Упаковка
• Сортировка
• Размеры коробки
• Проверка качества
• И многие другие

Что же делает MotionCam-3D таким уникальным по сравнению с другими технологиями 3D-зондирования?

Параллельный структурированный свет по сравнению с структурированным освещением

Если вашей целью является высокое качество 3D-данных, датчики структурированного света могут стать для вас хорошим выбором. Они могут предоставлять надежные данные с высокой точностью и могут сканировать все виды материалов и поверхностей в различных условиях.

Однако у них есть одно серьезное ограничение:их можно использовать только в том случае, если сцена совершенно статична. Это имеет следующую причину:

Структурированная система освещения проецирует на сцену последовательность световых паттернов. Если объект движется, спроецированный паттерн нарушается. Это приводит к нечитаемому шаблону с высоким уровнем шума, летающими артефактами или неполным облаком точек.

Если вам нужно сканировать движущиеся сцены, есть и другие, более подходящие технологии. Давайте посмотрим на них сейчас.

Параллельный структурированный свет по сравнению с активным стерео/ToF

Наиболее популярными технологиями 3D-зондирования для сканирования движущихся объектов являются Time-of-Flight (ToF) или активные стереосистемы.

Главное их преимущество – высокая скорость сканирования. К сожалению, это происходит в ущерб качеству. Разрешение этих систем обычно VGA (Video Graphics Array). =стандарт разрешения для отображения графики на мониторах), а их точность может достигать нескольких миллиметров. Еще одним слабым местом является то, что они не могут отображать четкие детали на краях сканируемых объектов, а 3D-изображение имеет довольно высокий уровень шума.

Если суммировать приведенные выше аргументы, то получится следующее:

С одной стороны, есть активные стереосистемы или Time-of-Flight системы, которые могут обеспечить высокую скорость, но низкое качество.

С другой стороны, есть системы структурированного света, которые могут обеспечить высокое качество, но их нельзя использовать для сканирования движущихся или вибрирующих объектов.

Но мы хотим добиться как высокой скорости, так и высокого качества, чтобы иметь возможность сканировать быстро движущиеся объекты с высоким разрешением и точностью. Это необходимо в бесчисленных приложениях, так как же мы можем добиться удовлетворительных результатов?

К счастью, технология Parallel Structured Light объединяет лучшее из обоих миров — скорость активного стерео и системы Time-of-Flight и качество структурированных датчиков света.

Взгляните на сцену ниже, снятую камерой MotionCam-3D.

Сцена движется, но 3D-изображение остается совершенно четким. Вы можете видеть:

• Облако точек высокого разрешения с 900 000 трехмерных точек.
• Субмиллиметровая точность
• Низкий уровень шума
• Подробные контуры сканируемых объектов
• Высокая надежность
• Полнота сканирования различных материалов

MotionCam-3D также имеет статический режим, который удваивает точность и разрешение до 2 Мпикс. Это делает его действительно универсальным устройством для всех видов приложений.

Смена парадигмы, преобразующая машинное зрение

Технология Parallel Structured Light наконец решает дилемму о том, следует ли вам предпочесть скорость качеству или наоборот для ваших проектов.

Он представляет собой настоящий сдвиг парадигмы в индустрии машинного зрения, поскольку он может сделать существующие приложения более быстрыми и надежными. В то же время он открывает двери для многих новых приложений, которые раньше было невозможно сделать.

К основным преимуществам MotionCam-3D относятся:

• Его можно развернуть в динамических системах без необходимости синхронизации.
• Его можно использовать в приложениях, где движение не линейное, а случайное
• Он может ускорить работу обычных 3D-приложений, таких как сбор мусора.
• Его можно использовать для сканирования вибрирующих сцен.
• Это дает преимущество робототехнике, основанной на использовании рук и глаз, поскольку роботу не нужно останавливаться, чтобы выполнить сканирование.
• Он обеспечивает непрерывный поток высококачественных 3D-данных по сравнению с технологиями, которые могут выполнять только одно сканирование за раз.
• Благодаря высокой скорости сканирования он может заменить сложные 2D-приложения без необходимости освещения и калибровки на месте.
• И многое другое, поскольку это лишь малая часть возможностей, которые предлагает MotionCam-3D.

Давайте изучим их вместе. Пришло время увидеть мир в движении.