Shenzhen V-Plus Technologies Co., Ltd.

2D yoki 3D Machine Vision Nima uchun ikkalasi ham emas

2D yoki 3D Machine Vision? Nega ikkalasi ham emas?

Tizim dizaynerlari va integratorlari 3D mashinani ko'rishdan qochish uchun qo'llaridan kelgan barcha ishni qilishlari juda ko'p yillar oldin emas edi. Buning uchun murakkab yoritish tizimlari, ko'plab qayta ishlash quvvati, ko'proq muhandislik va hatto ko'proq pul kerak edi.

Bugungi kunda hisoblash quvvatining oshishi va yangi, tezroq CMOS kamerali sensorlar, 3D mashinani ko'rish uskunalari va dasturiy ta'minot etkazib beruvchilari 3D tizimni sozlashni soddalashtirdilar, shu bilan birga o'z mahsulotlariga yanada ko'proq imkoniyatlarni qo'shdilar, masalan, o'zlarining tizimlarini tenglashtirish uchun 2D va 3D tasvirlardan foydalanish yanada mustahkamroq. Natijada, 3D narxini hech qachon o'ylamagan dasturlar rekord darajada texnologiyani o'zlashtirmoqda.

2D va 2.5D ga qarshi 3D
Har qanday 3D tasvirlash munozarasi atamalarning ta'rifidan boshlanadi. Standart 2D o'lchamdagi mashinani ko'rish tasviri tekis, uzunlik va kenglikni o'lchash uchun sozlangan, lekin u hech qanday balandlik haqida ma'lumot bermaydi. Keyingi qadam, 2.5D, X va Y o'qlariga qo'shimcha ravishda Z o'qi yoki balandlik ma'lumotlarini o'z ichiga oladi; shuningdek, mashinani ko'rish tizimiga ob'ektlarning uch o'lchovning ikkitasi atrofida aylanishini (balandlik va yaw) taxmin qilish imkonini beradigan ma'lumot beradi. Haqiqiy 3D X, Y va Z ma'lumotlarini hamda barcha uch o'qlar atrofida aylanish ma'lumotlarini (rX, rY va rZ) taqdim etadi. 3D ko'rishning "muqaddas zarbasi" - axlat qutisini yig'ish va boshqa ko'plab yangi ilovalar uchun faqatgina 3D ishlaydi.

"3D ko'rish va robot qutilarini yig'ish juda chambarchas bog'langan", deb tushuntiradi Jim Anderson, Mahsulot menejeri - Vision, SICK, Inc (Minneapolis, Minnesota). "Odil Shofi kabi vizyonerlar bu bilan 15 yil ishladilar, ammo hozirda bin yig'ish o'z samarasini berayapti".

SICK singari kompaniyalar hisoblash kuchi va aqlli dasturlardan foydalangan holda mashinani ko'rishning eng qiyin dasturlarini joylashtirishni soddalashtirmoqda. Masalan, SICK, axlat qutilaridagi qismlarni aniq joylashishi (PLB) deb nomlanadigan mahsuldor qutilarni yig'ish tizimini taklif etadi, ular lazerli uchburchak asosidagi mashinani ko'rish tizimini muvaffaqiyatli dasturlash uchun barcha begona fikrlarni hisobga oladigan maxsus dasturiy ta'minot bilan birlashtiradi. .

3D dasturiy ta'minotni yaxshiroq qilish
"Tarixda barcha 3D dasturiy ta'minot 3D formatida ishlatilgan 2D algoritmlarga asoslangan edi", deydi Nikolas Tebeau, LEONI Engineering Products & Services kompaniyasining Vision Solutions Product Group menejeri (Michigan shtati Orion). «Endi kompaniyalar butun dasturni osonlashtiradigan mos 3D vositalarini taklif qilmoqdalar. Va bu faqat 2D yoki 3D haqida emas. Masalan, axlat qutisi bilan siz tutqichlarga ega bo'lishingiz kerak. Dastur ushlagichni hisobga olishi va uning axlat devorlari bilan to'qnashmasligiga ishonch hosil qilishi kerak - va shunchaki qismlarning yo'nalishini topibgina qolmay, balki uni qaerdan tortib olish mumkinligini va qism geometriyasiga asoslanib qaerda bo'lmasligini bilish kerak. Yaxshiyamki, biz butun jarayonni tezroq qilish uchun FPGA va boshqa vositalardan foydalanishimiz mumkin, ammo integrator nuqtai nazaridan e'tiborga olish kerak bo'lgan ko'p narsalar mavjud. "

4 (1)

Har qanday robot uchun qo'llanma to'liq 3D talab qilmaydi. FANUC America Corp. (Rochester Hills, Michigan) kompaniyasining Milliy hisob menejeri va mashinalarni ko'rish bo'yicha mutaxassisi Ed Ronining so'zlariga ko'ra, "robotning ko'p marta bilishi kerak bo'lgan narsa, robot nuqtai nazaridan ob'ektga bo'lgan masofa. Bunday hollarda, 2.5D yaxshi ishlashi mumkin. Agar qism tekis yuzada joylashgan bo'lmasa yoki uning ko'lami noma'lum bo'lsa, 3D nuqtali bulut bu yo'ldir. Ammo ob'ekt tekis pog'onada bo'lsa ham, palletdagi qutilar singari, kontrastning etishmasligi 3Dga o'tish uchun sabab bo'lishi mumkin. 2D yoki 2.5D dan foydalanadigan robot bir quti qaerda tugashi va boshqasi qaerda boshlanishini osongina aniqlay olmasligi mumkin, chunki ikkala quti o'rtasida qarama-qarshilik etarli emas ”.

Strukturaviy yorug'lik - SICK va Tordivel AS (Oslo, Norvegiya) kabi kompaniyalarning 3D tasvirlarda kontrast yaratish usullaridan biri. Scorpion Vision mashinalarni ko'rish kutubxonasi bilan tanilgan Tordivel yaqinda Scorpion 3D Stinger kamerasini chiqardi. Ko'pgina stereovizion kameralardan farqli o'laroq, bitta korpusga o'rnatilgan va ma'lum masofa bilan ajratilgan ikkita alohida kameralar tomonidan olingan tasvirlarning ozgina farqlari asosida har bir piksel uchun Z qiymatini hosil qiladigan Tordivel stereovizyonni lazer proektsiyalari bilan birlashtiradi.

"Tasodifiy naqshli proektor (RPP) ob'ektni kuchli stereovizyon hisob-kitoblari uchun etarli tuzilishga ega bo'lishiga kafolat beradi", deydi Tordivel bosh direktori Tor Vollset. «Men lazer uchburchagi stereovizionga qaraganda unchalik murakkab emas, deb bahs yuritar edim, chunki 3D nuqtalari kamera va lazer o'rtasidagi burchakka asoslangan holda hosil bo'ladi, aslida oddiy 2D hisoblash. 3D kalibrlangan kamera kosmosda har bir piksel qaerda harakatlanishini biladi. Bu 3 o'lchamli ob'ekt pozitsiyasidan foydalangan holda 2 o'lchovli va 3 o'lchamli tasvirlar o'rtasida harakatlanish uchun, 2 o'lchovli tasvirlardagi juda aniq qirralardan eng aniq 3D koordinatalarini olish uchun ishlatiladi. Uchburchakni lazer yordamida skanerlashda chekkalarni aniq ta'riflash mumkin emas, chunki 3D nuqtani tavsiflash uchun odatda bir nechta piksel kerak bo'ladi. Ko'pgina 3D nuqtali bulutlar aslida 2 o'lchovli tasvirga qaraganda juda kam ma'lumotga ega deb ta'kidlayman. " [Izoh: Lazer uchburchagi tarafdorlari ularning tizimlari stereoskopikka qaraganda yaxshiroq 3D o'lchamlarini taklif qilishadi, ammo oxir-oqibat u to'xtab turish, lazer yordamida skanerlash tezligi, kameraning aniqligi va boshqa omillarga to'g'ri keladi.]

"Bizning Scorpion 3D Stinger Camera va uning dasturiy ta'minotimiz bilan biz zich 3D nuqtali bulutni va yuqori aniqlikdagi 2D tasvirlar to'plamini yaratamiz", deb qo'shib qo'ydi Vollset. “3D tasvirdan boshlab siz ob'ekt pozasini yoki ob'ekt tekisligini o'rnatishingiz mumkin va keyin biz eng aniq 3D o'lchovlarini amalga oshiradigan 2D tasvirga o'tishingiz mumkin. Ikki yil oldin, men buni mumkin deb o'ylamagan edim. Ammo endi, biz bir soniyada 800 mm x 1200 mm x 1000 m bo'lgan Evro pallet maydonidagi har bir nuqtani millimetr aniqligi bilan olishimiz mumkin. Buning uchun lazerni skanerlashda lazerni ko'rish vaqtiga qarab 2 dan 5 soniya o'tishi mumkin. Stereovizyonning yana bir foydasi shundaki, biz harakatlanayotgan narsalardan 3D ma'lumotlarni kechiktirmasdan olishimiz mumkin. " 

4 (2)
2D va 3D: Ikkala dunyoning eng yaxshisi
Stereoskopik tizimlar yuqori aniqlikdagi 2 o'lchovli tasvirlarni ham, ma'lumotlarni kengaytirish uchun yoki odamlardan foydalanishni osonlashtirish uchun 3 o'lchamli tasvirlarni yaratishi mumkin bo'lsa-da, har bir dasturda stereoskopik kamera uchun ko'chmas mulk mavjud emas.

Yuqori tezlikdagi CMOS datchiklari tufayli bitta kamera lazerli uchburchak yordamida yuqori aniqlikdagi 2 o'lchovli tasvirlarni ham, 3D ma'lumotlarini ham to'plashi mumkin. "Siz har 1000-chi kadrda nafaqat yuqori aniqlikdagi kulrang yoki rangli tasvirni olishingiz mumkin, balki kameraning ko'rish doirasidagi turli mintaqalarni o'rnatishingiz va 3D yoki 2D ma'lumotlarini yoki ikkalasini ham to'plashingiz mumkin", - deydi SICK-dan Anderson.

Bu kabi imkoniyatlar yangi xaridorlarni 3D mashina ko'rinishiga olib keladi. "Bizda snack-food sanoatida mijozlar bor, ular konveyerda kameraning ostidan o'tayotganda 3D mahsulotlarini 100% o'lchash uchun foydalanadilar", deydi Anderson. «Agar siz 5-inni va'da qilsangiz. shokolad bar va siz faqat 4,9 dyuymli bar ishlab chiqarasiz, bu firibgarlikdir. Xavfsizligingizga ishonch hosil qilish uchun ularga 5 dan 5,2 dyuymgacha bardosh berasiz. Ammo siz buni 5,05 dyuymgacha qisqartirishingiz mumkin bo'lsa, ushbu kompaniya har yili millionlab dollarni tejaydi. Bu yuqori aniqlikdagi rangli tasvirlarni va 3D lazerli triangulyatsiyani ta'minlovchi yangi Ranger E-ni hal qilishga mo'ljallangan. " Shuningdek, yaqinda SICK tasvirga asoslangan 2D kodli o'qish skanerlariga o'xshash texnologiyadan foydalangan holda statsionar 3D ob'ektlarni skanerlashni joriy qildi.

Mashinani ko'rishni yangi foydalanuvchilarga 3D texnologiyasini o'zlashtirishni osonlashtiradigan yangi echimlar paydo bo'lganda, insayderlar bozor kengayishda davom etishini kutmoqdalar. "Ko'p o'lchovli tasvirlar o'sib bormoqda," deydi FANUC-dan Roney. "Biz bundan ko'proq mijozlarni so'rayotganini ko'ramiz, chunki 3D dan foydalanish 2 o'lchovli mashinani ko'rish kabi osonlashdi".


Xabar vaqti: 01-noyabr, 2019-yil