您的位置>首页>新闻动态> 为什么2D工业视觉技术越来越力不从心?

发布时间: 2022-11-17    浏览量:757
工业视觉技术
当前机器工业视觉主流的检测手段还是依赖2D工业相机,即从灰度图中提取被测物特征,在X-Y平面内进行测量。当遇到需要高度测量或需要Z方向信息,如需要测高度、测深度、测厚度、测平面度、测体积、测磨损等情况时,2D工业视觉往往无能为力。甚者在被测物灰度图像对比度较差,无法准确提取被测物特征值时,往往可以考虑通过高度分割进行特征提取并测量,这时,3D工业视觉技术就成为解决机器工业视觉问题的重要检测手段。
这个模型中主要包括2D工业相机、镜头、激光器、标定算法等内容。主要利用2D工业相机中拍摄到的激光线形变,通过三角公式即可获取被测物的高度信息。原理图如图1所示: 结构光三角测量法安装方式 结构光三角测量法的安装方法是一个重要影响因素,目前市场上流行的方法是激光线直射被测物,2D工业相机与激光器成一定角度(即测量角)拍摄,如图2所示。 2D工业相机的分辨率、安装的测量角都会影响到Z向分辨率。2D工业相机分辨率越大,Z向分辨率就越大,但由于输出了过多的无用数据,会影响到扫描速度的提高;测量角越大,Z向分辨率也越大,但盲区也会越大。

2D视觉检测

因此,搭建3D工业视觉系统时,需要综合考虑被测物实际情况,选择合适的工业相机和安装方法。 除2D工业相机和测量角外,激光器的光束质量也是影响测量精度的主要因素。选择一个非高斯光束和均匀度好的激光器,对于提高测量精度非常重要,如图3所示。 3D工业视觉技术方案 目前市场上流行有三种3D工业视觉技术方案:

第一种方案是使用2D工业相机、镜头、激光器等工业视觉组件,及标定算法搭建3D工业视觉系统,如图4,图5所示。 标定算法可以使用Halcon在PC机上实现,也可以使用SiliconSoftware的VD4卡在板卡上实现,降低PC机CPU负载。此种方案安装灵活,成本较低,但对技术人员水平要求较高,系统开发周期长。 

第二种方案是使用分体式3D工业相机、镜头、激光器等工业视觉组件搭建,如图6所示。 标定算法在3D工业相机上实现,工业相机直接输出被测物高度数据和灰度数据,减小无用数据输出,从而可以得到2D工业相机无法实现的高帧率。此种方案安装灵活,扫描速度较高,成本适中,开发周期相对第一种方案较短,适合于高精度和高速3D测量领域。