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3D相機初學者指南 你想知道的都在這里

發布時間:2020-03-13
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什么是3D相機?選擇合適的3D相機需要考慮哪些因素?它是如何工作的?本文為您一一解答,并詳解應用3D相機技術所需的步驟。

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什么是3D相機? 

網絡搜索3D相機這個術語,你很可能會看到一大串有關消費級數碼相機以及虛擬現實體驗的推薦。然而,對于工業應用,3D相機指的是一種應用于智能制造領域的機器視覺傳感器。它可以在應用場景中提供精確的三維點云數據信息。本文不會涉及汽車上使用的激光雷達或攝像機,而是將注意力集中在3D相機的類別上,它們通常被集成于自動生產線或者機器人上,配合其他智能軟硬件一起使用。


工業自動化為什么需要3D相機? 

近幾十年來,二維相機已被廣泛應用于條碼讀取、目標跟蹤和在線檢測等領域。隨著智能制造發展對技術要求的不斷升級,用戶對目標對象的深度信息有了更高要求,而3D相機特有的深度信息采集功能,恰可以滿足這樣的市場需求。

將3D相機作為機器的眼睛,其作用就像人類的眼睛一樣——眼睛獲取的信息可被大腦(計算機)處理。3D相機獲取的三維信息為機器視覺算法提供必要的深度信息,從而可以讓機器識別物體的大小,顏色和深度距離。

搭載3D相機能讓機器更快、更智能、更精確地執行復雜的任務。目前常應用于物流、檢測、碼垛、上下料等場景。

在特定的距離下,針對大中型物體,識別速度往往是更常見的客戶訴求;而針對小物體,精準度則成為了主要指標。隨著制造業自動化程度的不斷提升,預計3D相機的市場需求還會持續增長。

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3D相機應用示例

如果你需要大批量挑選許多小的,隨機放置的物體,則需要使用高性能3D相機以幫助機器正確地識別對象。在這項應用中,計算機可以處理3D相機采集到的三維點云數據,找到所需的信息,比如一個抓取點。因此,3D相機通常固定在目標上方。同時為了保證其靈活性,通常安裝在機器人的夾鉗上或附近位置。

選擇3D相機時,需要考慮哪些關鍵因素? 

在比較不同廠商的3D相機時,需要考慮以下幾個方面:

01
相機類型

用戶要選擇合適的3D相機,關鍵是要了解機器視覺系統的工作原理,以及將3D視覺應用于自動化系統中可以實現什么。例如,分揀碼垛系統通常需要通過3D相機獲得高精度三維信息,以識別物品細節。進行質量檢驗時,采用3D相機可以快速、可靠地驗證生產和檢測錯誤。當您需要分離相似物體時,使用3D相機也可以高效完成任務。

當用戶有了明確的使用需求,首先應排列出需求的優先級,即哪個需求對你最重要?是分辨率、處理速度、視野,還是處理各種材料的能力。

由于3D機器視覺解決方案通常是為客戶定制的,所以更好的幫您解決問題,告知我們您的需求清單,將為您節省大量時間和精力,同時得到滿足您需求的3D相機解決方案。

02
準確度

要比較3D相機的精度,需要了解用于測量精度的不同術語的定義:

精確性:描述隨機誤差,一種統計可變性的度量方法。

真實性:描述系統誤差,一種衡量統計偏差的方法。

準確性:描述隨機和系統誤差的組合,即精確與真實之和。

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如圖所示,準確性應該同時滿足精度和真實性因素。需要強調的是,準確性將根據工作距離、環境溫度、環境光和相機設置等條件而有所變化。

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03
易用性

關于應用是否便捷,需要考慮硬件、軟件、文檔資料三要素。

從硬件的角度來看,3D相機應該足夠靈活,可以簡便集成或安裝在機器人上,并且在扭轉、彎曲和拉力情況下,依然具備穩定性能。

機器視覺算法也很重要。為了獲得高效精準的圖像校準和分析性能,您需要檢查它是否易設置,是否支持二次開發,以及其他內置功能。此外,我們建議您仔細閱讀說明,查看bug修復、特性以及更新。

完備的文檔資料(例如,參數表、培訓課件、示例,以及在開發階段期望得到的支持),可以幫您在使用3D相機時,迅速解決問題。

04
安全性

如果您需要將3D相機應用于協作機器人,那么,選擇一款人眼安全、對人無干擾的3D相機(如,紅外3D相機)是非常必要的。它可以防止人和物體暴露在激光下,從而有效避免直接曝光或反射。另外,工人無需佩戴激光安全眼鏡,整個生產過程安全無害又環保。


怎么開始使用3D相機? 

當您訂購了3D相機,你很可能會采取以下步驟:

1.安裝軟件包

3D相機通常帶有機器視覺軟件包。您可以把它下載到你的電腦上,在點云環境中查看圖像。

2.安裝3D相機

您可以根據實際工作環境決定安裝3D相機的位置。如測試不同的位置,以避免反射并獲得高分辨率的效果。

3.將相機連接至個人電腦

此處重要的是,要使用正確的連接線,連接到您的電腦。因為錯誤的設置所導致的連接問題,可能會使數據傳輸錯誤,進而導致連接丟失或3D圖像損壞。

4.獲取3D圖像

完成初始設置,了解了3D相機的內置功能后,您可以嘗試不同的角度,以獲得效果最佳的三維圖像。

5.開始使用SDK進行開發

您需要使用相機的SDK來自定義設置和訪問工具、實用程序和應用程序示例。

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