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sick西克工業(yè)圖像處理技術(shù):2D 與 3D 機器視覺對比

工業(yè)圖像處理解決方案讓機器“眼觀六路”,從而通過機器視覺解決方案輔助甚至徹底取代人工檢測任務(wù)。這項技術(shù)在眾多行業(yè)和應(yīng)用中服務(wù)于生產(chǎn)流程的自動化。 


人們經(jīng)常會有這樣的疑問:究竟是需要 2D 機器視覺解決方案還是 3D 機器視覺解決方案?按需選擇才是關(guān)鍵——本文將探討這一問題,并提供正確使用該技術(shù)的操作指南。

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工業(yè)圖像處理領(lǐng)域近年來已取得顯著的技術(shù)進步,相關(guān)解決方案的成本也在不斷降低,因此在經(jīng)濟上更具可行性。這些解決方案具備顯著提升工業(yè)應(yīng)用效率的潛力。日益激烈的競爭壓力、專業(yè)人才的短缺、高標準的質(zhì)量要求,以及在更短周期內(nèi)生產(chǎn)定制產(chǎn)品的需求,使得生產(chǎn)自動化成為一個急需實現(xiàn)的目標。相應(yīng)的技術(shù)解決方案是借助光學(xué)傳感器和圖像處理技術(shù)來執(zhí)行質(zhì)量管理等任務(wù),或?qū)⒆鴺撕臀恢脭?shù)據(jù)傳輸給機器人。 


強大的圖像處理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對物體的實時采集與分析,這不僅有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低缺陷率,還能優(yōu)化生產(chǎn)流程。其他優(yōu)勢還包括提高產(chǎn)量、吞吐量,增強客戶滿意度,以及減少資源消耗。


2D 機器視覺技術(shù):什么是 2D 視覺?


2D 機器視覺解決方案是許多工業(yè)自動化流程的基礎(chǔ)。2D 技術(shù)的一大優(yōu)勢在于能夠可靠識別不同形狀物體表面的圖案和對比度,并準確識別異常和缺陷。2D 解決方案主要用于需要對比度差異信息的場景,目前應(yīng)用十分廣泛。2D 機器視覺具有直觀性和高度靈活性:可使用不同類型的光源來優(yōu)化視覺解決方案的性能,從而使 2D 機器視覺傳感器能夠準確捕捉目標物體的特定屬性。

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工業(yè)領(lǐng)域中的 2D 視覺應(yīng)用


借助簡單易用的軟件,這些解決方案可輕松集成到機器和設(shè)備中,且操作簡便。其堅固耐用且適應(yīng)性強,非常適合要求嚴苛的工業(yè)環(huán)境及以下任務(wù):


  • 完整性檢查與裝配檢測

  • 缺陷識別

  • 異物檢測

  • 物體檢查與分級

  • 代碼讀取與標簽檢測

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結(jié)論:2D 機器視覺解決方案的優(yōu)勢在于使用簡便、成本效益高、功能多以及易于集成到現(xiàn)有流程中。然而,該技術(shù)僅限于不需要深度信息的應(yīng)用場景。


3D 機器視覺概述


借助深度感知能力,3D 機器視覺解決方案能夠提供物體幾何形狀的詳細圖像。物體的形狀或顏色對應(yīng)用沒有影響。3D 解決方案主要用于需要高度差異信息的場景。與 2D 技術(shù)不同,3D 技術(shù)的目標是采集物體的形狀和空間排列。主要可以區(qū)分以下技術(shù):


  • 掃描技術(shù):此類技術(shù)通過使物體穿過測量范圍或移動相機經(jīng)過物體來采集物體的 3D 輪廓圖像。這種方法需要實現(xiàn)恒定或可控的運動,例如可通過編碼器實現(xiàn)。

  • 快照技術(shù):這類技術(shù)只需一次拍攝即可生成細節(jié)豐富的 3D 圖像。無需移動物體或相機,但生成的圖像通常不如掃描技術(shù)準確。

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3D 機器視覺——各類技術(shù)詳情


激光三角測量


一束激光被投射到物體上,由相機記錄反射光。通過測量反射激光線在相機傳感器上的位置,可計算出物體的高度位置。攝像機按順序記錄反射光,并根據(jù)所采集的輪廓生成物體的三維圖像。

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基于時間飛行原理的技術(shù)


這種快照技術(shù)通過測量光束到達目標并返回所需的時間,實時生成三維圖像?;跁r間飛行原理的技術(shù)特別適用于大視野和工作距離超過半米的應(yīng)用場景。

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立體視覺技術(shù)


這種快照技術(shù)的工作原理類似于人類視覺,通過組合兩個不同位置的 2D 圖像來實現(xiàn)。它非常適合大視野應(yīng)用場景及在戶外環(huán)境使用。通過額外的光源將圖案投射到物體上,可進一步提升測量精度。


3D 機器視覺應(yīng)用領(lǐng)域


3D 圖像處理適用于需要準確測量和詳細分析的質(zhì)量管理及機器人視覺應(yīng)用場景。具體包括:


  • 完整性與裝配檢測

  • 缺陷識別

  • 異物檢測

  • 測量

  • 物體分級與分揀

  • 物體定位

  • 機器人/抓手控制


結(jié)論:3D 圖像處理的一大優(yōu)勢在于能夠獲取物體的詳細三維圖像。這對于注重深度、體積和準確測量的應(yīng)用場景而言具有決定性意義。

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SICK 的視覺解決方案組合


SICK 可根據(jù)客戶需求和任務(wù)復(fù)雜程度來提供合適的解決方案。從單個視覺傳感器到針對圖像處理傳感器的特定應(yīng)用系統(tǒng),再到機器視覺的數(shù)字解決方案和服務(wù):SICK 的視覺產(chǎn)品組合涵蓋工業(yè)圖像處理的各類相機和解決方案。無論使用 2D 還是 3D 相機:SICK Nova 軟件平臺均支持快速、輕松地配置視覺應(yīng)用。根據(jù)任務(wù)設(shè)置和應(yīng)用領(lǐng)域,SICK 提供一系列前沿的解決方案及完善的咨詢服務(wù),為您所面臨的特定挑戰(zhàn)找到合適的機器視覺解決方案。 


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