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 nesne öl­çü­mü oto­mo­tiv üre­ti­mi­ni ko­lay­laş­tı­rır

Ay­dın­lat­ma: İdeal ay­dın­lat­ma için Light En­gi­nes

Ay­dın­lat­ma kay­na­ğı bir lazer veya LED ola­bi­lir. La­zer­ler, yük­sek za­man­sal ve me­kan­sal bağ­lam ile ışık üre­tir. Spekt­rum dar bant­lı­dır. Bir lazer ta­ra­fın­dan üre­ti­len ışık, optik ara­cı­lı­ğıy­la be­lir­li bir şekle ge­ti­ri­le­bi­lir. Başka bir ay­dın­lat­ma türü de LED’in kul­la­nıl­ma­sı­dır. Bu, bir la­ze­re kı­yas­la geniş bant­lı bir ışık üre­tir ve ne­re­dey­se hiç bağ­la­ma sahip de­ğil­dir. LED’ler kul­la­nım ko­lay­lı­ğı sağ­lar ve lazer di­yot­la­ra kı­yas­la daha fazla dalga boyu oluş­tu­rur. Di­ji­tal Light Pro­ces­sing (DLP) tek­ni­ği ile her türlü desen oluş­tu­ru­la­bi­lir. LED ve DLP kom­bi­nas­yo­nu, ya­pı­lan­dı­rıl­mış ışı­ğın 3D tek­ni­ği için ideal olan çe­şit­li de­sen­le­rin hızlı ve et­ki­li bir şe­kil­de üre­til­me­si­ni sağ­lar. 

Gö­rün­tü kaydı: CMOS gücü ile mü­kem­mel gö­rün­tü

Obje, yük­sek çö­zü­nür­lük­lü bir ka­me­ra kul­la­nı­la­rak iki bo­yut­lu kay­de­di­lir. Gü­nü­müz­de ka­me­ra­lar tipik ola­rak CMOS veya CCD tek­no­lo­ji­si­ne da­ya­nan ışığa du­yar­lı bir yarı ilet­ken çipe sa­hip­tir, bu sı­ra­da CMOS tek­no­lo­ji­si daha sık kul­la­nı­lır. Bir çip bir­çok tek hüc­re­den (pik­sel) olu­şur. Mo­dern çip­ler mil­yon­lar­ca pik­se­le sa­hip­tir, böy­le­ce ob­je­nin iki bo­yut­lu ola­rak al­gı­lan­ma­sı müm­kün olur. CMOS tek­no­lo­ji­si­nin daha iyi per­for­man­sa sahip ol­ma­sı ne­de­niy­le 3D sen­sör­ler­de kul­la­nı­lır.

3D nokta bu­lu­tu: Uy­gu­la­ma­dan hazır gö­rün­tü­ye

Ya­pı­lan­dı­rıl­mış ışı­ğın desen se­kan­sı ka­me­ra ta­ra­fın­dan kay­de­di­lir. Tüm gö­rün­tü­le­ri içe­ren pa­ke­te Image Stack denir. Mün­fe­rit de­sen­le­rin gö­rün­tü­le­rin­den her nok­ta­nın (pik­sel) de­rin­lik bil­gi­si be­lir­le­ne­bi­lir. Ka­me­ra bir­den fazla mil­yon pik­se­le sahip ol­du­ğun­dan ve her bir pik­se­lin gri ton­la­ma­yı al­gı­la­ma­sın­dan do­la­yı, kısa bir süre için­de bir­den fazla me­ga­bayt veri mik­ta­rı oluş­tu­ru­lur. Veri mik­ta­rı güçlü bir en­düst­ri­yel bil­gi­sa­yar­da veya da­hi­li ola­rak bir sen­sör­de bir FPGA ile iş­le­ne­bi­lir. Da­hi­li he­sap­la­ma­nın avan­ta­jı hız­dır, bil­gi­sa­yar­da ya­pı­lan he­sap­la­ma ise daha fazla es­nek­lik sağ­lar. He­sap­la­ma­nın so­nu­cu bir 3D nokta bu­lu­tu­dur.

En­teg­ras­yon: Sen­sör­den uy­gu­la­ma­ya

3D nokta bu­lu­tu kay­de­di­len gö­rün­tü­ler­den he­sap­la­nır. Bu işlem, hem sen­sör­de hem de bir en­düst­ri­yel bil­gi­sa­yar­da ya­pı­la­bi­lir. Kolay en­teg­ras­yon için üre­ti­ci­nin Ya­zı­lım Ge­liş­tir­me Kit­le­ri (SDK) veya GigE Vi­si­on gibi stan­dart ara­yüz­ler kul­la­nı­lır. 

Mo­nok­rom ay­dın­lat­ma kul­la­nıl­ma­sı

Mo­nok­rom ay­dın­lat­ma kul­la­nıl­ma­sı, optik filt­re­ler­le ortam ışı­ğın­dan gelen pa­ra­zit­le­rin etkin bir şe­kil­de bas­tı­rıl­ma­sı­nı sağ­lar. Ay­dın­lat­ma, mak­si­mum ve­rim­li­lik ve ay­dın­lat­ma gücü ba­kı­mın­dan da op­ti­mi­ze edi­le­bi­lir.

Produktvergleich
Sorunuz var mı?