2024-10-30 06:14:39
因為識別一個編碼點需要計算連續(xù)N次投影)??辗謴陀镁幋a(spatialmultiplexingcoding)根據(jù)周圍鄰域內的一個窗口內所有的點的分布來識別編碼。該技術的優(yōu)勢:適用于運動物體。缺點:不連續(xù)的物體表面可能產生錯誤的窗口解碼(因為遮擋)。3D結構光目前的使用場景(1)物體信息分割與識別,3D人臉識別,用于**驗證、金融支付等場景;(2)體感手勢識別,為智能終端提供新的交互方式;(3)三維場景重建,利用深度相機生成的深度信息(點云數(shù)據(jù)),結合RGB彩色圖像信息,可完成對三維場景的還原,可用于測距,虛擬裝修等場景。結構光法深度相機的優(yōu)缺點優(yōu)點(1)由于結構光主動投射編碼光,因而非常適合在光照不足(甚至無光)、缺乏紋理的場景使用。(2)結構光投影圖案一般經過精心設計,所以在一定范圍內可以達到較高的測量精度。(3)技術成熟,深度圖像可以做到相對較高的分辨率。缺點(1)室外環(huán)境基本不能使用。這是因為在室外容易受到強自然光影響,導致投射的編碼光被淹沒。增加投射光源的功率可以一定程度上緩解該問題,但是效果并不能讓人滿意。(2)測量距離較近。物體距離相機越遠,物體上的投影圖案越大,精度也越差(想象一下手電筒照射遠處的情景)。低分辨率可能導致細節(jié)丟失,影響對物體尺寸和形狀的準確判斷。平面度檢測3D工業(yè)相機機械結構
幀率方面高幀率情況快速檢測動態(tài)過程:在光伏產品的生產過程中,有些環(huán)節(jié)可能涉及到快速移動的物體或動態(tài)變化的場景,例如在自動化生產線上,光伏組件的快速傳輸過程。高幀率的工業(yè)相機能夠在單位時間內拍攝更多的圖像,這樣可以更密集地對產品進行采樣。對于快速移動的光伏產品,高幀率可以確保不會錯過任何關鍵的瞬間,從而多方面地檢測產品在不同時刻的狀態(tài),保證檢測的完整性。數(shù)據(jù)量增加挑戰(zhàn)處理速度:高幀率會帶來大量的圖像數(shù)據(jù)。如果后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)不能及時處理這些數(shù)據(jù),可能會導致數(shù)據(jù)積壓,反而影響檢測的實時性。例如,在進行高速連拍后,如果圖像的存儲和分析速度跟不上拍攝速度,就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)堆積,影響整個檢測流程的效率。平面度檢測3D工業(yè)相機機械結構標定過程中需要考慮相機的內參和外參,以確保相機能夠正確地獲取物體的三維信息。
計算機系統(tǒng)搭建選擇計算機:根據(jù)多相機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量和運算速度要求,選擇性能合適的計算機。一般來說,需要選擇具有多核處理器、大容量內存(如16GB以上)和高速硬盤(如固態(tài)硬盤)的計算機。對于大規(guī)模的檢測系統(tǒng),可能需要使用服務器級別的計算機或者多臺計算機組成集群。安裝軟件環(huán)境:在計算機上安裝操作系統(tǒng)(如Windows、Linux等)和相關的圖像檢測軟件。圖像檢測軟件可以是自行開發(fā)的特定軟件,也可以是基于開源平臺(如OpenCV)開發(fā)的軟件。確保軟件與硬件設備(相機、采集卡等)的兼容性。三、軟件系統(tǒng)開發(fā)與調試1.圖像采集與同步開發(fā)圖像采集程序:使用圖像采集卡提供的軟件開發(fā)工具包(SDK)或者相關的編程接口(如在C++、C#等編程語言中調用API),編寫程序實現(xiàn)對多臺相機圖像的同時采集。例如,在C++環(huán)境下,使用GigEVisionSDK可以實現(xiàn)對多個GigE相機的同步采集控制。確保圖像同步:由于多相機同時工作,需要確保各相機采集的圖像在時間上同步,避免因不同步導致檢測結果出現(xiàn)偏差??梢圆捎糜布|發(fā)或者軟件觸發(fā)的方式實現(xiàn)圖像同步。
行頻是線陣工業(yè)相機每秒采集的行數(shù),單位是khz。該參數(shù)影響圖像采集的速度,對于高速生產線上的檢測或運動物體的拍攝較為重要。曝光時間:指快門打開到關閉的時間間隔。較長的曝光時間適合光線條件差的情況,可增加進光量;短曝光時間則適合光線較好的場景。像元尺寸:像元即影像單元,像元尺寸是其大小,通常工業(yè)數(shù)字相機的像元尺寸為3μm~10μm。像元尺寸和像元數(shù)共同決定相機靶面的大小,一般像元尺寸越大,接收光子的能力越強。光譜響應特性:反映像元傳感器對不同光波的敏感范圍,一般響應范圍為350nm~1000nm。部分相機靶面前加有濾鏡可濾除紅外線,若系統(tǒng)需對紅外感光則可去掉濾鏡。3D智能相機是一種能夠捕捉三維空間中物體形狀和位置信息的相機。
雙目結構光可以在室內環(huán)境下使用結構光測量深度信息,在室外光照導致結構光失效的情況下轉為純雙目的方式,其抗環(huán)境干擾能力、可靠性更強,深度圖質量有更大提升空間。此外,結構光方案中的激光器壽命較短,難以滿足7*24小時的長時間工作要求,其長時間連續(xù)工作很容易損壞。因為單目鏡頭和激光器需要進行精確的標定,一旦損壞,替換激光器時重新進行兩者的標定是非常困難的。由于結構光主動投射編碼光,因而適合在光照不足(甚至無光)、缺乏紋理的場景使用。結構光編碼的方式直接編碼(directcoding)根據(jù)圖像灰度或者顏色信息編碼,需要很寬的光譜范圍。優(yōu)勢:對所有點都進行了編碼,理論上可以達到較高的分辨率。缺點:受環(huán)境噪音影響較大,測量精度較差。時分復用編碼(timemultiplexingcoding)顧名思義,該技術方案需要投影N個連續(xù)序列的不同編碼光,接收端根據(jù)接收到N個連續(xù)的序列圖像來每個識別每個編碼點。投射的編碼光有二進制碼(常用)、N進制碼、灰度+相移等方案。該方案的優(yōu)點:測量精度很高(甚至可達微米級);可得到較高分辨率深度圖(因為有大量的3D投影點);受物體本身顏色影響很小(采用二進制編碼)。缺點:比較適合靜態(tài)場景,不適用于動態(tài)場景;計算量較大。不同的焦距和視場角會影響相機對物體的覆蓋范圍和測量距離;無序抓取3D工業(yè)相機處理方法
合適的光圈設置可以確保物體在清晰的成像范圍內。平面度檢測3D工業(yè)相機機械結構
光學系統(tǒng)設計選擇鏡頭:根據(jù)相機的傳感器尺寸和檢測距離,為每臺相機選擇合適的鏡頭。例如,對于近距離檢測微小缺陷的相機,選擇焦距較短、放大倍數(shù)較大的微距鏡頭;對于檢測較大范圍的相機,選擇焦距較長的廣角鏡頭。設計照明系統(tǒng):根據(jù)檢測對象的材質和表面特性,設計合適的照明方案??梢圆捎貌煌恼彰鞣绞?,如正面照明、側面照明、背向照明等,以突出檢測特征。例如,檢測光伏電池片表面的劃痕時,采用傾斜的側面照明可以使劃痕更加明顯。二、硬件搭建1.相機安裝與固定設計安裝支架:根據(jù)檢測區(qū)域的空間位置和相機的視角要求,設計專門的安裝支架。支架要保證相機的穩(wěn)定性和位置精度,例如采用鋁合金等堅固材料制作,并通過精確的機械加工確保各相機之間的相對位置準確。平面度檢測3D工業(yè)相機機械結構