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Vision小助手
(CMVU)
3D检测是机器视觉和成像领域的一项典型应用。在过去几年间,针对不同应用涌现了各种不同的技术。不同类型的3D图像处理应用于各种检测任务,例如立体视觉、激光成型、结构光、飞行时间(ToF)。目标始终如一:帮助最终用户和OEM客户改进现有系统,或者为新的的检测需求开发新的解决方案。
CMOS摄像头和传感器开发
Photonfocus自2001年起开始开发和销售CMOS相机和CMOS传感器。2007年,他们推出了首个专用于3D激光三角测量的工业相机,其采用了中具有高测量精度的技术。公司不断完善现有算法,并重新界定激光三角测量系统的边界。
FPGA机载数据处理
如今,3D检测已成为标准机器视觉检测应用到各个行业中,例如检测焊缝或焊珠的三维几何结构,以及检测铁路轨道和其他被测物的表面,如木材或层压制品。
Photonfocus相机在硬件和固件方面均基于模块化设置。这使得相机具有高度的灵活性和开放性,可以快速调整和定制解决方案:可以轻松快速地实现特定的组件或算法。此外,算法可以在FPGA上实现,并执行实时数据处理。Photonfocus 3D相机提供了几种综合算法,以提高激光三角测量系统的性能。其中一种算法是基于三维激光三角测量法计算高度剖面。用于确定激光线的每个点的密集计算能力在相机上的FPGA上执行,并将结果,即高度剖面传输到主机上。仅此一项任务就大大降低了计算负荷和传输的数据量。直接的结果就是显著的提升速度。
可实现可靠激光线检测的算法
用户可以选择FIR或COG方法来确定激光线的每个点。成熟的COG(重心)算法用于对称轮廓,FIR(有限脉冲响应)算法用于计算非对称线轮廓的最亮点。这两种方法都是实时的,并基于传感器的最大图像采集速度。其计算结果具有高达1/64像素的亚像素级精度。
Photonfocus在激光三角测量系统的相机开发方面积累了多年经验,通过将多种高效的滤波功能与工具结合使用,实现可靠的激光线检测。这些工具是3D算法的一部分,可以分离出那些可能因各种影响(如散射或反射)对激光线检测造成干扰的点。这些点在数据传输到主机前会被分类。其他用于安全激光线检测的工具有multi-ROI(多感兴趣区域)和moving-ROI(移动感兴趣区域)。multi-ROI工具只处理预定义的、肯定包含激光线的图像区域,不处理任何其他数据,实现安全的激光线检测并减少数据量。moving-ROI工具可确保在不同的图像中追踪包含激光线的感兴趣区域。这样一来,即使激光线在图像中的位置发生变化,也能实现高检测率和可靠性。
支持多激光线及高反射被测物
检测多条激光线并处理反射MultiPeak LineFinder工具:通常情况下,3D激光三角测量算法仅检测图像中的一条激光线。有了Photonfocus技术,就可以在一次图像采集中检测到多达四条平行的激光线。这在需要用一条激光线检测基础高度和用第二条激光线扫描实际物体轮廓的应用中可能很有用。这样就可以得到相对于基准高度的可靠轮廓高度值。总的来说,这增加了有效高度的可靠性和精确计算。处理反射的额外过滤功能是涉及高反射材料(如金属或玻璃)的3D应用的另一个特点。高反射材料的问题在算法中得到了解决: 反射被清楚地识别,不会被误解为激光线。
智能相机设计和算法开启了工厂自动化之外的全新可能性
根据客户的需求,Photonfocus不断开发和整合新技术,如新的相机、传感器、接口和算法,以改进现有激光三角测量系统并为客户提供帮助。3D成像技术不断发展,例如应用于UV 3D应用、铁路行业和智能工厂自动化。借助Photonfocus的3D摄像头,用户可以轻松应对所有应用:坚固的外壳、智能的相机设计、定制的解决方案以及能够在3D和2D检测任务中运行不同型号标准相机。
用于激光三角测量的Photonfocus 3D摄像头,可实现安全的激光线检测
Photonfocus的MultiPeak LineFinder算法可检测多条激光线,并有助于确定伪影和反射
(作者:Photonfocus AG 张立猛)