1.結(jié)構(gòu)光(Structured-light)由于基于雙目立體視覺(jué)的深度相機(jī)對(duì)環(huán)境光照強(qiáng)度比較敏感,且比較依賴(lài)圖像本身的特征,因此在光照不足、缺乏紋理等情況下很難提取到有效魯棒的特征,從而導(dǎo)致匹配誤差增大甚至匹配失敗。基于結(jié)構(gòu)光法的深度相機(jī)就是為了解決上述雙目匹配算法的復(fù)雜度和魯棒性問(wèn)題而提出的,結(jié)構(gòu)光法不依賴(lài)于物體本身的顏色和紋理,采用了主動(dòng)投影已知圖案的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)快速魯棒的匹配特征點(diǎn),能夠達(dá)到較高的精度,也極大程度擴(kuò)展了適用范圍?;驹硗ㄟ^(guò)近紅外激光器,將具有一定結(jié)構(gòu)特征的光線(xiàn)投射到被拍攝物體上,再由專(zhuān)門(mén)的紅外攝像頭進(jìn)行采集。這種具備一定結(jié)構(gòu)的光線(xiàn),會(huì)因被攝物體的不同深度區(qū)域,而采集反射的結(jié)構(gòu)光圖案的信息,然后通過(guò)運(yùn)算單元將這種結(jié)構(gòu)的變化換算成深度信息,以此來(lái)獲得三維結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是,通常采用特定波長(zhǎng)的不可見(jiàn)的紅外激光作為光源,它發(fā)射出來(lái)的光經(jīng)過(guò)一定的編碼投影在物體上,通過(guò)一定算法計(jì)算返回的編碼圖案的畸變來(lái)得到物體的位置和深度信息。分類(lèi)主要分為單目結(jié)構(gòu)光和雙目結(jié)構(gòu)光相機(jī)。單目結(jié)構(gòu)光容易受光照的影響,在室外環(huán)境下,如果是晴天,激光器發(fā)出的編碼光斑容易太陽(yáng)光淹沒(méi)掉。以下是一些會(huì)影響 3D 工業(yè)相機(jī)測(cè)量精度的因素。3D打磨3D工業(yè)相機(jī)設(shè)計(jì)
在電子制造行業(yè)中,使用工業(yè)相機(jī)具有以下多方面的優(yōu)勢(shì):一、提高檢測(cè)精度微觀缺陷檢測(cè):電子元件通常尺寸微小,如半導(dǎo)體芯片上的線(xiàn)路寬度可能只有幾微米甚至更小。工業(yè)相機(jī)能夠提供高分辨率的圖像,例如一些先進(jìn)的工業(yè)相機(jī)分辨率可以達(dá)到亞微米級(jí)別,這使得它能夠清晰地捕捉到電子元件表面極其細(xì)微的缺陷,如芯片表面的劃痕、孔洞等,而這些缺陷用肉眼或普通檢測(cè)設(shè)備很難發(fā)現(xiàn)。精確尺寸測(cè)量:在電子制造中,元件的尺寸精度要求非常高。工業(yè)相機(jī)配合相應(yīng)的測(cè)量軟件,可以精確測(cè)量電子元件的各種尺寸參數(shù),如電阻、電容的長(zhǎng)度、寬度、厚度等。測(cè)量精度可高達(dá)±,確保元件尺寸符合設(shè)計(jì)要求。 結(jié)構(gòu)光相機(jī)3D工業(yè)相機(jī)銷(xiāo)售廠家高噪聲會(huì)使圖像模糊,干擾深度信息的獲取。
高速生產(chǎn)節(jié)拍:為了滿(mǎn)足汽車(chē)大規(guī)模生產(chǎn)的需求,工業(yè)相機(jī)需要具備快速的圖像采集和處理能力,跟上生產(chǎn)線(xiàn)的速度,不影響生產(chǎn)效率。數(shù)據(jù)傳輸和處理:高分辨率的圖像會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),如何實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸,以及高效地處理和分析這些數(shù)據(jù),也是一個(gè)挑戰(zhàn)。環(huán)境溫度變化:生產(chǎn)環(huán)境的溫度可能會(huì)有較大變化,這對(duì)工業(yè)相機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性提出了要求,需要其在不同溫度下都能正常工作??垢蓴_能力:汽車(chē)生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)的各種設(shè)備、伺服系統(tǒng)、馬達(dá)等運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾,工業(yè)相機(jī)需要具備良好的抗干擾能力,以確保數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。
成本控制:在滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)高質(zhì)量要求的前提下,還需要考慮工業(yè)相機(jī)及相關(guān)系統(tǒng)的成本,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的平衡。技術(shù)更新?lián)Q代快:工業(yè)相機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展,汽車(chē)行業(yè)需要及時(shí)跟進(jìn)并應(yīng)用新的技術(shù),以保持競(jìng)爭(zhēng)力,但這也增加了企業(yè)的技術(shù)投入和培訓(xùn)成本。系統(tǒng)集成難度:將工業(yè)相機(jī)與其他設(shè)備和系統(tǒng)(如機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等)進(jìn)行集成時(shí),可能會(huì)面臨接口不兼容、軟件匹配等問(wèn)題,增加了系統(tǒng)集成的難度。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),工業(yè)相機(jī)制造商和汽車(chē)企業(yè)通常會(huì)采取一些措施,如優(yōu)化相機(jī)的光學(xué)設(shè)計(jì)和圖像處理算法、采用更先進(jìn)的傳感器和芯片、加強(qiáng)相機(jī)的防護(hù)和散熱設(shè)計(jì)、進(jìn)行充分的測(cè)試和驗(yàn)證、與專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)集成商合作等。同時(shí),持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)積累也是不斷提升工業(yè)相機(jī)在汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用效果的關(guān)鍵。算法應(yīng)能夠適應(yīng)不同的物體表面特性、光照條件和噪聲水平,以確保在各種情況下都能提供可靠的測(cè)量結(jié)果。
3、雙目視覺(jué)原理基于人類(lèi)雙眼視覺(jué)的原理,通過(guò)兩個(gè)相機(jī)從不同的視角同時(shí)拍攝物體。然后,根據(jù)相機(jī)之間的基線(xiàn)距離以及對(duì)應(yīng)點(diǎn)在兩幅圖像中的視差,利用三角測(cè)量法計(jì)算出物體的深度信息。雙目視覺(jué)系統(tǒng)相對(duì)靈活,成本也較為多樣。
三、
1、3D工業(yè)相機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)高精度光學(xué)系統(tǒng)需要高質(zhì)量的鏡頭和光學(xué)元件來(lái)確保清晰、準(zhǔn)確的圖像采集。光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮到分辨率、焦距、視場(chǎng)角等因素,以適應(yīng)不同的工業(yè)檢測(cè)需求。
2、快速圖像采集與處理為了滿(mǎn)足高速生產(chǎn)線(xiàn)上的實(shí)時(shí)檢測(cè)要求,3D工業(yè)相機(jī)必須具備快速采集圖像的能力,并能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。高效的圖像處理算法和強(qiáng)大的計(jì)算硬件是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。 無(wú)需與物體直接接觸,避免了對(duì)物體表面的損傷,同時(shí)也適用于各種形狀和材質(zhì)的物體。3D檢測(cè)3D工業(yè)相機(jī)對(duì)比
光圈大小決定了景深范圍,景深過(guò)淺或過(guò)深都可能影響測(cè)量精度;3D打磨3D工業(yè)相機(jī)設(shè)計(jì)
硬件觸發(fā)可以通過(guò)外部觸發(fā)信號(hào)源(如編碼器、傳感器等)同時(shí)觸發(fā)所有相機(jī)進(jìn)行圖像采集;軟件觸發(fā)則可以在程序中設(shè)置統(tǒng)一的觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)或者根據(jù)特定的邏輯條件觸發(fā)相機(jī)采集圖像。2.圖像預(yù)處理圖像校正:對(duì)采集到的圖像進(jìn)行幾何校正和顏色校正。幾何校正用于糾正鏡頭畸變、相機(jī)安裝角度偏差等因素導(dǎo)致的圖像變形;顏色校正用于調(diào)整圖像的色彩平衡,使不同相機(jī)采集的圖像在顏色上保持一致。例如,通過(guò)建立鏡頭畸變模型,對(duì)圖像中的像素坐標(biāo)進(jìn)行變換,實(shí)現(xiàn)幾何校正。圖像增強(qiáng):根據(jù)檢測(cè)需求,對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理,如對(duì)比度增強(qiáng)、銳化等,以突出圖像中的檢測(cè)特征。例如,使用直方圖均衡化算法提高圖像的對(duì)比度,使缺陷更加明顯。3.檢測(cè)算法開(kāi)發(fā)與優(yōu)化針對(duì)不同區(qū)域開(kāi)發(fā)算法:根據(jù)各相機(jī)負(fù)責(zé)的檢測(cè)區(qū)域和檢測(cè)目標(biāo),開(kāi)發(fā)相應(yīng)的檢測(cè)算法。例如,對(duì)于光伏電池片的缺陷檢測(cè),可以采用基于圖像處理的模板匹配算法、邊緣檢測(cè)算法等;對(duì)于組件尺寸檢測(cè),可以使用基于幾何特征的測(cè)量算法。3D打磨3D工業(yè)相機(jī)設(shè)計(jì)