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知微传感:激光快照式3D相机,三维机械视觉的新选择

发布日期:2021-08-31 14:38浏览次数:
本文摘要:据麦姆斯咨询先容,传统的工业相机主要实现2D成像,缺少空间深度信息。3D视觉技术的泛起有效化解了2D相机在庞大物体的模式识别和丈量中的痛点问题。西安知微传感技术有限公司(以下简称“知微传感”)是海内领先的自主研发MEMS微振镜及应用方案供应商,在海内率先实现MEMS微振镜在高精度3D相机以及激光雷达方面的批量落地应用。

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据麦姆斯咨询先容,传统的工业相机主要实现2D成像,缺少空间深度信息。3D视觉技术的泛起有效化解了2D相机在庞大物体的模式识别和丈量中的痛点问题。西安知微传感技术有限公司(以下简称“知微传感”)是海内领先的自主研发MEMS微振镜及应用方案供应商,在海内率先实现MEMS微振镜在高精度3D相机以及激光雷达方面的批量落地应用。

克日,在深圳会展中心举行的『第二十七届“微言大义”研讨会:机械视觉及工业检测』上,知微传感市场总监何伟先生,揭晓了题为《激光快照式3D相机,三维机械视觉的新选择》的主题演讲,向大家分享了知微传感最新的3D机械视觉技术解决方案和典型应用,下面请追随麦姆斯咨询一起回首精彩的演讲内容。知微传感市场总监何伟先生揭晓主题演讲主流3D视觉技术方案先容凭据是否需要光源,3D视觉技术可分为主动光和非主动光两大类,大家比力熟悉的“可见光”双目摄像头属于非主动光技术,它的原理是通过模拟人的双眼,凭据视差发生三维数据;主动光技术主要有三角测距法和航行时间(ToF)法两类方案。

何伟先生先容,“知微传感接纳的3D视觉技术是基于可调光栅的动态结构光方案,属于三角测距法中一种时间编码方式,该方法的主要优势是可以在精度和效率方面获得较好的平衡。”图1 3D视觉技术分类激光快照式3D相机的技术特点传统快照式3D扫描仪接纳的动态结构光方案,通过DLP投影仪(数字光处置惩罚,接纳TI数字微镜阵列)向被测物体举行光栅投射,条纹光栅在被测物体外貌发生变形(被调制),然后使用摄像头拍摄,再经由丈量算法获得三维形貌。图2 传统快照式3D扫描仪与激光快照式3D相机比对激光快照式3D相机接纳的动态结构光方案在光束利用方面与传统快照式3D扫描仪差别,其通过MEMS微振镜扫描激光的方式实现条纹光栅投射,而在3D成像算法方面两者相似。

另外,知微传感的激光快照式3D相机接纳单目摄像头,与传统快照式3D扫描仪使用双目摄像头相比,具有多项优势:(1)使得整个系统体积大幅缩小;(2)成本获得有效控制;(3)更高的性价比。知微传感的激光快照式3D相机主要定位于亚毫米级精度的工业应用。“现在市面上,能提供高可靠性的类似产物并不多。”何伟先生说道,“微米级精度的3D相机,性能冗余但价钱高昂;毫米级精度的3D相机虽然价钱不高,可是精度不够。

所以,知微传感的这款3D相机主要切入介于毫米级与微米级精度之间的工业场景。”此外,知微传感的激光快照式3D相机还具有如下特点:(1)在片上举行点云盘算,可以同时输出点云、深度、灰度以及RGB信息;(2)使用激光光源,对情况的抗滋扰能力强;(3)支持POE供电;(4)支持多平台开发;(5)体积小、质量轻等。激光快照式3D相机的主要优势相比市面上其它的3D视觉技术,激光快照式3D相机的优势主要体现在以下三点:(1)具有超大景深,景深规模可达3米。

何伟先生解释说:“通常基于DLP的方案由于镜头限制,事情景深较浅,只有几十厘米。在实际应用中,基于DLP的方案对一些较小或平整物件的高精度检测是没问题的,可是在面临大型工件,或者景深差异凌驾1~2米的应用场景时则无法使用,在这种情况下激光快照式3D相机将是理想的选择!我们从几十厘米到几米超宽景深规模内都可以确保成像的高精度。

”(2)具有亚毫米级精度,精度最优可达为0.15mm。何伟先生说道:“基于DOE的散斑结构光方案,通常只有毫米级精度,而激光快照式3D动态结构光方案可以到达亚毫米级更高精度。”(3)扫描速度快,最快0.2秒完成扫描。

相比线激光扫描方案,激光快照式3D相机没有传送带等可动装置,即不需要与被测物体发生相对运动,通过对整个物件快速扫描以获取外貌深度信息,很是适用于一些对节奏有要求的应用场所。图3 激光快照式3D相机的主要优点激光快照式3D相机的典型应用当前,3D机械视觉技术已广泛应用在堆垛和拆垛、无序分拣、产物磨练、路径引导、3D人脸识别、建模/丈量等多种工业场景。

本次研讨会上,何伟先生向大家展示了知微传感谢光快照式3D相机的一些典型客户案例和最新结果。(1)拆码垛和无序分拣。在先容拆码垛应用时,何伟先生表现:“实际上,许多的垛型高度都在1~2米,对于这种情况传统的DLP方案很难笼罩,而激光快照式3D相机景深可以到达3米,能够完全胜任。使用相机捕捉的高精度3D点云数据,我们可以获得物体Z向的高度信息,同时X/Y偏向的丈量精度也足够高,可以举行图像支解,从而引导机械人在作业分拣、上下料和拆码垛时的搬运和抓取。

”(2)机械手臂引导。自动化涂胶是知微传感3D相机的典型应用之一。在制鞋厂,制鞋机械人通过3D相机对鞋底扫描和鞋边位置信息提取,引导机械手臂对鞋底举行打粗、涂胶等工序,从而淘汰人工支出和提高生产效率。

(3)人体建模和3D人脸识别。激光快照式3D相机还能实现人体高精度的3D数据建模,主要应用于鞋子定制、医疗美容以及3D人脸识别方面。

何伟指出:“知微传感的3D相机接纳近红外光源,在采样时对人体举行无感扫描,另外我们的产物体积小巧,很是有利于系统设备在终端应用和推广。”图4 激光快照式3D相机的典型应用知微传感之“芯”——MEMS微振镜“MEMS微振镜芯片及其应用技术”是知微传感3D相机的核“芯”,凭借着优秀的研发积累和技术实力,知微传感在2018年获得了现在MEMS微镜领域立项的唯一一个国家重点研发计划支持。MEMS微振镜作为一种关键的光束利用元件,在体积、成本、可靠性方面都远胜于当前的机械式光束利用方案,在3D相机、条形码扫描、激光打印机、激光雷达、医疗成像、光通讯等领域拥有广泛的应用前景。

最后,何伟先生也先容了知微传感的MEMS微振镜芯片和固态扫描模组产物。当前知微传感已乐成实现MEMS微振镜的6英寸和8英寸代工量产,可提供单轴和双轴多款MEMS微振镜产物。

针对MEMS微振镜芯片闭环控制的用户痛点,知微传感还推出了易用的MEMS微振镜扫描模组,该模组将MEMS微振镜芯片与位置检测、驱动电路、闭环控制电路集成一体,用户只需供电并做好设置即可快速导入使用,将大大缩短产物的开发周期。图5 知微传感MEMS微振镜芯片和固态扫描模组产物。


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