text.skipToContent text.skipToNavigation

3D sensör teknolojileri

Son­ra­ki işleme örneğinin ob­je­nin ko­n­u­munu, boy­u­tunu ve şeklini bil­me­si gerektiğinden ob­je­le­rin üç boy­ut­lu ola­r­ak algılanması oto­m­asyon­da önem­li bir rol oynar. 3D nokta bu­lu­tuna giden yol birkaç adımdan oluşur ve çeşitli ölçüm te­kni­kle­ri ile çözülebilir.
 

Tri­an­güla­sy­on ve yapılandırılmış ışık

Tri­an­güla­sy­on tekniği, derin­lik bil­gi­si­ni elde et­me­nin bir yön­temi­dir. Aydınlatma kaynağı ve ka­me­ra tanımlanmış bir me­safe­ye sa­hip­tir ve ortak bir nok­ta­ya hizalanmıştır. Bunun so­nu­cun­da da tri­an­güla­sy­on açılı bir üçgen oluşur. Bu tri­an­güla­sy­on açısı, derin­lik bil­gi­si­nin hesaplanmasına ola­nak tanır. Açı ne kadar büyük­se derin­lik bil­gi­le­ri o kadar iyi te­spit edi­le­bi­lir. Tri­an­güla­sy­on açısı saye­s­in­de aydınlatılmış ob­je­ler gölge yapar (göl­gele­me) veya obje arka planı giz­ler ve artık ka­me­ra tarafından görü­le­mez (obstrük­siy­on). Derin­lik bil­gi­le­ri yalnızca göl­gele­me veya obstrük­siy­on ol­ma­yan al­an­lar için veri­le­bi­lir. wenglor’un bir 3D sen­sörü, yapılandırılmış ışık ve tri­an­güla­sy­on ile çalışır. Bu sen­sör, bir ışık kaynağından ve bir ka­me­radan oluşur. Ka­me­ra ve aydınlatma kaynağı bir nok­tay­la hizalanır ve tri­an­güla­sy­on ola­r­ak adlandırılan bir üçgen oluşturur. Bu, derin­lik bil­gi­si­nin alınmasını sağlar. Ob­jeye farklı de­sen­le­rin yansıtılmasıyla bir 3D nokta bu­lu­tu oluşturulabilir.
Yapılandırılmış ışık, ışığın ızgara veya çubuk gibi bi­li­nen bir desen oluşturduğu bir aydınlatma tekniğidir. De­sen­de­ki de­forma­syo­nun de­se­ni saye­s­in­de ob­je­le­rin derin­lik ve yüzey bil­gi­le­ri algılanabilir. Yapılandırılmış ışık, 10 μm’nin altındaki yük­sek hassasiyet­li çözünürlüklere sahip bir ölçüm yön­temi­dir. Bu, ob­je­ler­de­ki ya da en küçük, insan gözü tarafından fark edi­le­mey­en yapılardaki en ince kılcal çatlakların bun­un­la tanımlanabildiği anlamına gelir. 3D sen­sör­ler, gen­el­lik­le örneğin Gray-​Code nu­mu­ne­si gibi kendi adları olan ikili görün­tü­ler gibi de­sen­ler veya faz görün­tü­le­ri kullanır.
Gray-​Code de­sen­in­de, açık veya koyu aydınlatılan ve gi­de­rek daha ince hale gelen bir çizgi sekansıdır. Bir ka­me­ra ile yoğunluk sey­ri­nin iz­len­me­si saye­s­in­de bir desen algılanabilir ve böylece bir derin­lik aralığı be­lir­le­ne­bi­lir. Diğer yan­dan faz görün­tü­le­ri, bir ob­jeye yansıtılan sinüs dalgaları şeklindeki dalga de­sen­le­ri­dir. Örneğin de­se­nin oluşturulması için bir mikro ayna elemanı (Di­gi­tal Mi­cro­mir­ror De­vice) kullanılabilir. Dalganın fazı görün­tü­den görün­tüye kaydırılır. Faz akışı aracılığıyla bir ka­me­ra yardımıyla derin­lik bil­gi­si elde edi­le­bi­lir. 

Pasif ste­reo

Bu işlemde iki ka­me­ra aynı ob­jeyi bir açının altında in­ce­ler. Çeşitli in­c­ele­me açıları saye­s­in­de bir noktanın me­safe­si be­lir­le­ne­bi­lir. Bu­ra­da zor olan, aynı noktanın her iki ka­me­ra ile tanımlanmasıdır. Örneğin, beyaz bir duvar gibi düşük kontrastlı bir yüzey incelendiğinde, bu yön­tem ye­ter­sizdir.

Aktif ste­reo

Yapı pasif ste­reo­nun yapısıyla aynıdır. Tek fark, bu­ra­da bir de­se­nin (ör. rast­ge­le dağıtılmış nok­talar) ob­jeye yansıtılmasıdır. Bu, her iki ka­me­ra­ya bir noktanın atanmasını kolaylaştırır.

Time of Flight

Bu yön­tem­de, obje ile sen­sör arasındaki me­safe ışık ha­re­ket sü­re­si yardımıyla be­lir­le­nir. Bu­ra­da sen­sör, bir ob­jeye çarpan ışık dar­be­le­ri gön­der­ir. Cisim bu ışık dar­be­le­ri­ni yansıtır. Işık dar­be­le­ri­nin yansıma sü­re­si­ne bağlı ola­r­ak me­safe be­lir­le­nir. Bu şekilde cisim­le­rin me­safel­e­ri veya yapıları gibi derin­lik bil­gi­le­ri be­lir­le­ne­bi­lir.

3D te­kno­lo­ji­le­rin karşılaştırılması

3D sen­sörün üç boyutluluğu

3D sen­sör­ler, ölçülecek ob­je­nin üze­ri­ne bir­den fazla desen yansıtır ve bir ka­me­ra ile bunları kay­de­der. Obje böylece üç boy­ut­lu alınır ve bir 3D nokta bu­lu­tuna dijitalleştirilir. Bu sırada ne obje ne de 3D sen­sör ha­re­ket ha­lin­de değildir. Bu şekilde kayıt işlemi hızlı ve son de­re­ce hassas bir şekilde gerçekleştirilebilir.

​​​​​​​1) Yük­sek çözünürlüklü ka­me­ra
2) Ligh­ten­gi­ne
3) X, Y = Ölçüm aralığı
4) Z = Çalışma aralığı

3D 物体测量简化了汽车的生产

照明系统:光引擎确保理想的照明效果

照明光源可以是激光器或 LED。激光产生的光具有高度的时间和空间相干性。光谱是窄频带。通过光学系统可将激光产生的光转化为一定的形式。另一种照明方式是使用 LED。与激光器相比,它可产生宽频带光,并且几乎没有相干性。与激光二极管相比,LED 更容易处理并可产生更多波长。可以通过数字光处理(DLP)技术生成任何图案。LED 与 DLP 相结合,可以快速有效地产生不同的图案,使其非常适合结构光的 3D 技术。 

拍摄图像:使用强大的 CMOS 技术拍摄完美图像

使用高分辨率摄像头拍摄二维物体。今日,摄像头通常使用基于 CMOS 或 CCD 技术的光敏半导体芯片,其中 CMOS 技术的使用更为频繁。芯片由许多单个单元(像素)组成。现代芯片的像素数达数百万个,因此可对物体进行二维采集。由于 CMOS 技术性能更好,因此用于 3D 传感器。

3D 点云:从应用到最终图像

摄像头记录结构光的模式序列。包含所有图像的数据包称为图像栈。根据每个图案的图片可以确定每个点(像素)的深度信息。由于摄像头具有数百万个像素,并且每个像素可识别灰度,因此可在短时间内生成数百万字节的数据量。可在功能强大的工业 PC 上或用 FPGA 在传感器内部处理数据量。内部计算的优点是速度,而在计算机上计算则更灵活。计算结果为 3D 点云。

集成:从传感器到应用

3D 点云由拍摄的图像计算而得。这可在传感器上完成,也可在工业 PC 上完成。使用制造商的软件开发工具包(SDK)或 GigE Vi­si­on 等标准化接口可以轻松集成。

使用单色照明系统

使用单色照明系统可以通过滤光片有效抑制外来光线的干扰影响。还可对照明系统进行优化,以最大程度提高效率和照明强度。

Produktvergleich
联系人 您有什么问题吗?