Ontdek De Toekomst Van 3D-Vision Met Parallel Structured Light Technologie

Veel jaren lang was de grootste uitdaging in 3D-vision om een robotisch "oog" te ontwikkelen dat in staat zou zijn de echte wereld vast te leggen zoals het is – in beweging.

Conventionele 3D-sensing technologieën hebben met deze uitdaging georsteld, geen van hen in staat om objecten die snel bewegen te scannen en tegelijkertijd 3D-beelddata te leveren die zou voldoen aan klanteisen voor hoge resolutie en nauwkeurigheid.

Dit is veranderd met de nieuwe Parallel Structured Light technologie, die het dilemma tussen kwaliteit en snelheid beëindigt. We zijn eindelijk aangekomen in de toekomst van 3D-vision.

Parallel Structured Light uitgelegd door Marcel Svec, Product Director van de Sensors Business Unit.

In ons vorige blogartikel over "De revolutie in machine vision", bespraken we het concept van 3D-scannen in beweging. We beantwoordden de vraag waarom het een uitdaging vormt voor standaardtechnologieën en hoe de Parallel Structured Light dit overwint. We doken diep in hoe de technologie werkt en waar het staat in vergelijking met andere benaderingen.

In dit blogartikel zullen we een meer praktische houding innemen.

Zoals u weet, is de Parallel Structured Light technologie geïmplementeerd in de 3D-camera MotionCam-3D. Vandaag zullen we de technologie vanuit een device-perspectief bekijken: we zullen de belangrijkste onderdelen en lichaamskenmerken van MotionCam-3D, de verschillende modellen voor verschillende applicaties, de scankansen en waar u ze kunt gebruiken, en de unieke kenmerken die u niet met andere technologieën krijgt, doorlopen.

Hiervoor zullen we 3D-beeldoutputs van de meest populaire 3D-sensing technologieën vergelijken en ze vergelijken met de Parallel Structured Light om een objectief begrip van hun prestaties te krijgen.

Wat is MotionCam-3D?

Laten we beginnen met een heel basis uitleg van wat MotionCam-3D is:

MotionCam-3D is een industriële area-scan 3D-camera – d.w.z. een robotisch "oog" – die gebruikt kan worden voor een verscheidenheid aan applicaties om industriële, logistieke, en andere typen processen te automatiseren. Door robots te laten zien, stelt de camera hen in staat om objecten in 3D-ruimte te manipuleren of hun kwaliteit te evalueren tijdens productie.

Basisfeiten over MotionCam-3D

MotionCam-3D bestaat uit drie hoofddelen:

1. Een projector die licht op de scène uitzendt
2. Een camera-eenheid die de scène vastlegt
3. A verwerkingseenheid die de 3D-data berekent en het via ethernet naar een PC stuurt

Het apparaat kan ook gevoed worden via ethernet of, alternatief, via een 24V stroomconnector.

Al deze componenten zijn gemonteerd in een strakke, robuuste, en duurzame koolstofbehuizing, wat minder dan 1,5 kilogram weegt. Dit is van bijzonder voordeel voor hand-oog applicaties.

MotionCam-3D is beschikbaar in drie verschillende maten met verschillende scanbereiken:

1. Model S = het kleinste model met een scanbereik van tot 60 cm. Er is ook een uitgebreide versie S+ met een scanbereik van tot 150 cm.
2. Model M = het medium model met een scanbereik van tot 100 cm. De uitgebreide versie M+ biedt een scanbereik van tot 150 cm en verbeterde nauwkeurigheid.
3. Model L = het grootste model met een scanbereik van tot 300 cm.

De +modellen met uitgebreide scanbereiken zijn met name geschikt voor hand-oog applicaties.

Alle vijf modellen bieden dezelfde resolutie van tot 2 miljoen 3D-punten, waarbij de dichtheid van de puntenwolk afhangt van de scanafstand. Bijvoorbeeld, voor een scanafstand van 1 meter, is de dichtheid gelijk aan 4 punten per 1 millimeter kwadraat.

Waar kunt u MotionCam-3D gebruiken?

De robuuste scanprestaties van MotionCam-3D stellen u in staat om een wijd scala aan objecten van verschillende typen materialen te scannen, inclusief maar niet beperkt tot de volgende:

• Zwart rubber
• Aluminium
• Kleine, dunne, en glanzende metalen onderdelen
• Kunststofobjecten
• Karton
• Semi-transparante of achtergrondverlichte objecten

De mogelijkheid om diverse soorten materialen te scannen, samen met zijn hoge resolutie, nauwkeurigheid, en hoge robuustheid in eisende industriële omstandigheden en uitdagende condities, maken MotionCam-3D een perfect 3D-vision apparaat dat automatisering in een wijd bereik van applicaties kan dienen zoals:

• Bin picking
• Palletisering en depalletisering
• Verpakking
• Sorteren
• Doosdimensionering
• Kwaliteitsinspectie
• En vele anderen

Nu, wat maakt MotionCam-3D zo uniek vergeleken met andere 3D-sensing technologieën?

Parallel Structured Light vs. gestructureerde licht

Als uw doel een hoge kwaliteit van 3D-data is, kunnen gestructureerde licht sensoren een goede keuze voor u zijn. Ze kunnen robuuste data leveren met hoge nauwkeurigheid en ze kunnen alle soorten materialen en oppervlakken in diverse omstandigheden scannen.

Echter, ze hebben één serieuze beperking, namelijk dat ze alleen gebruikt kunnen worden als de scène perfect statisch is. Dit heeft de volgende reden:

Een gestructureerde licht systeem projecteert een reeks lichtpatronen op de scène. Als het object beweegt, breekt het geprojecteerde patroon. Dit resulteert in een onleesbaar patroon met hoge ruis, vliegende artefacten, of onvolledige puntenwolken.

Als u bewegende scènes moet scannen, zijn er andere, meer geschikte technologieën. Laten we die nu bekijken.

Parallel Structured Light vs. actieve stereo / ToF

De meest populaire 3D-sensing technologieën voor het scannen van objecten in beweging zijn Time-of-Flight (ToF) of actieve stereo systemen.

Hun hoofdbovenwind is hoge scansnelheid. Helaas is dit ten koste van kwaliteit. De resolutie van deze systemen is meestal VGA (Video Graphics Array = een resolutiestandaard voor het weergeven van graphics op monitors) en hun nauwkeurigheid kan slechts enkele millimeters bereiken. Een ander zwak punt is dat ze geen mooie details op de randen van de gescande objecten kunnen tonen en het 3D-beeld heeft redelijk hoge ruis.

Wanneer we de bovenstaande argumenten samenvatten, krijgen we het volgende:

Aan de ene kant, zijn er actieve stereo of Time-of-Flight systemen, die hoge snelheid maar lage kwaliteit bieden.

Aan de andere kant, zijn er gestructureerde licht systemen, die hoge kwaliteit bieden maar niet gebruikt kunnen worden voor het scannen van bewegende of trillende objecten.

Maar we willen zowel hoge snelheid als hoge kwaliteit bereiken om snel bewegende objecten in hoge resolutie en nauwkeurigheid te scannen. Dit is een noodzaak in talloze applicaties, dus hoe kunnen we bevredigende resultaten bereiken?

Gelukkig, brengt de Parallel Structured Light technologie het beste van beide werelden samen – de snelheid van actieve stereo en Time-of-Flight systemen en de kwaliteit van gestructureerde licht sensoren.

Bekijk de scène hieronder, die vastgelegd is door MotionCam-3D.

De scène beweegt, maar het 3D-beeld is nog steeds perfect helder. U kunt zien:

• Een hoge-resolutie puntenwolk met 900.000 3D-punten
• Submillimeter nauwkeurigheid
• Lage ruis
• Gedetailleerde contouren van de gescande objecten
• Hoge robuustheid
• Volledigheid van de scan op diverse materialen

MotionCam-3D heeft ook een statische modus, die de nauwkeurigheid en resolutie verdubbelt tot 2 Mpx. Dit maakt het een waarachtig veelzijdig apparaat voor alle soorten applicaties.

Paradigma-verschuiving die machine vision transformeert

De Parallel Structured Light technologie beëindigt eindelijk het dilemma over of u snelheid of kwaliteit moet prefereren voor uw projecten.

Het vertegenwoordigt een echte paradigma-verschuiving in de machine vision industrie omdat het bestaande applicaties sneller en betrouwbaarder kan maken. Tegelijkertijd opent het de deur naar veel nieuwe applicaties die niet mogelijk waren om te doen voorheen.

De hoofvoordelen van MotionCam-3D omvatten:

• Het kan geïmplementeerd worden in dynamische systemen zonder de noodzaak voor synchronisatie
• Het kan geïmplementeerd worden in applicaties waar de beweging niet lineair is maar willekeurig
• Het kan conventionele 3D-applicaties zoals bin picking versnellen
• Het kan gebruikt worden voor het scannen van trillende scènes
• Het is voordelig voor hand-oog robotica aangezien de robot niet hoeft te stoppen om een scan te maken
• Het levert een continue stroom van hoogwaardige 3D-data vergeleken met technologieën die maar één scan per keer kunnen maken
• Dankzij zijn hoge scansnelheid, kan het gecompliceerde 2D-applicaties vervangen zonder de noodzaak voor verlichting en on-site kalibratie
• En nog veel meer, aangezien dit slechts een klein stukje is van de mogelijkheden die MotionCam-3D biedt.

Laten we ze samen verkennen. Het is tijd om de wereld in beweging te zien.