2024-10-30 06:14:39
因?yàn)樽R(shí)別一個(gè)編碼點(diǎn)需要計(jì)算連續(xù)N次投影)。空分復(fù)用編碼(spatialmultiplexingcoding)根據(jù)周圍鄰域內(nèi)的一個(gè)窗口內(nèi)所有的點(diǎn)的分布來識(shí)別編碼。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì):適用于運(yùn)動(dòng)物體。缺點(diǎn):不連續(xù)的物體表面可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的窗口解碼(因?yàn)檎趽?。3D結(jié)構(gòu)光目前的使用場(chǎng)景(1)物體信息分割與識(shí)別,3D人臉識(shí)別,用于**驗(yàn)證、金融支付等場(chǎng)景;(2)體感手勢(shì)識(shí)別,為智能終端提供新的交互方式;(3)三維場(chǎng)景重建,利用深度相機(jī)生成的深度信息(點(diǎn)云數(shù)據(jù)),結(jié)合RGB彩色圖像信息,可完成對(duì)三維場(chǎng)景的還原,可用于測(cè)距,虛擬裝修等場(chǎng)景。結(jié)構(gòu)光法深度相機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(1)由于結(jié)構(gòu)光主動(dòng)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(chǎng)景使用。(2)結(jié)構(gòu)光投影圖案一般經(jīng)過精心設(shè)計(jì),所以在一定范圍內(nèi)可以達(dá)到較高的測(cè)量精度。(3)技術(shù)成熟,深度圖像可以做到相對(duì)較高的分辨率。缺點(diǎn)(1)室外環(huán)境基本不能使用。這是因?yàn)樵谑彝馊菀资艿綇?qiáng)自然光影響,導(dǎo)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(cè)量距離較近。物體距離相機(jī)越遠(yuǎn),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(yuǎn)處的情景)。低分辨率可能導(dǎo)致細(xì)節(jié)丟失,影響對(duì)物體尺寸和形狀的準(zhǔn)確判斷。平面度檢測(cè)3D工業(yè)相機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)
幀率方面高幀率情況快速檢測(cè)動(dòng)態(tài)過程:在光伏產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,有些環(huán)節(jié)可能涉及到快速移動(dòng)的物體或動(dòng)態(tài)變化的場(chǎng)景,例如在自動(dòng)化生產(chǎn)線上,光伏組件的快速傳輸過程。高幀率的工業(yè)相機(jī)能夠在單位時(shí)間內(nèi)拍攝更多的圖像,這樣可以更密集地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行采樣。對(duì)于快速移動(dòng)的光伏產(chǎn)品,高幀率可以確保不會(huì)錯(cuò)過任何關(guān)鍵的瞬間,從而多方面地檢測(cè)產(chǎn)品在不同時(shí)刻的狀態(tài),保證檢測(cè)的完整性。數(shù)據(jù)量增加挑戰(zhàn)處理速度:高幀率會(huì)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(shí)處理這些數(shù)據(jù),可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)積壓,反而影響檢測(cè)的實(shí)時(shí)性。例如,在進(jìn)行高速連拍后,如果圖像的存儲(chǔ)和分析速度跟不上拍攝速度,就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)堆積,影響整個(gè)檢測(cè)流程的效率。平面度檢測(cè)3D工業(yè)相機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)標(biāo)定過程中需要考慮相機(jī)的內(nèi)參和外參,以確保相機(jī)能夠正確地獲取物體的三維信息。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)搭建選擇計(jì)算機(jī):根據(jù)多相機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量和運(yùn)算速度要求,選擇性能合適的計(jì)算機(jī)。一般來說,需要選擇具有多核處理器、大容量內(nèi)存(如16GB以上)和高速硬盤(如固態(tài)硬盤)的計(jì)算機(jī)。對(duì)于大規(guī)模的檢測(cè)系統(tǒng),可能需要使用服務(wù)器級(jí)別的計(jì)算機(jī)或者多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成集群。安裝軟件環(huán)境:在計(jì)算機(jī)上安裝操作系統(tǒng)(如Windows、Linux等)和相關(guān)的圖像檢測(cè)軟件。圖像檢測(cè)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(tái)(如OpenCV)開發(fā)的軟件。確保軟件與硬件設(shè)備(相機(jī)、采集卡等)的兼容性。三、軟件系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)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(guān)的編程接口(如在C++、C#等編程語言中調(diào)用API),編寫程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)多臺(tái)相機(jī)圖像的同時(shí)采集。例如,在C++環(huán)境下,使用GigEVisionSDK可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)GigE相機(jī)的同步采集控制。確保圖像同步:由于多相機(jī)同時(shí)工作,需要確保各相機(jī)采集的圖像在時(shí)間上同步,避免因不同步導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差??梢圆捎糜布|發(fā)或者軟件觸發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)圖像同步。
行頻是線陣工業(yè)相機(jī)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(duì)于高速生產(chǎn)線上的檢測(cè)或運(yùn)動(dòng)物體的拍攝較為重要。曝光時(shí)間:指快門打開到關(guān)閉的時(shí)間間隔。較長的曝光時(shí)間適合光線條件差的情況,可增加進(jìn)光量;短曝光時(shí)間則適合光線較好的場(chǎng)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(jī)的像元尺寸為3μm~10μm。像元尺寸和像元數(shù)共同決定相機(jī)靶面的大小,一般像元尺寸越大,接收光子的能力越強(qiáng)。光譜響應(yīng)特性:反映像元傳感器對(duì)不同光波的敏感范圍,一般響應(yīng)范圍為350nm~1000nm。部分相機(jī)靶面前加有濾鏡可濾除紅外線,若系統(tǒng)需對(duì)紅外感光則可去掉濾鏡。3D智能相機(jī)是一種能夠捕捉三維空間中物體形狀和位置信息的相機(jī)。
雙目結(jié)構(gòu)光可以在室內(nèi)環(huán)境下使用結(jié)構(gòu)光測(cè)量深度信息,在室外光照導(dǎo)致結(jié)構(gòu)光失效的情況下轉(zhuǎn)為純雙目的方式,其抗環(huán)境干擾能力、可靠性更強(qiáng),深度圖質(zhì)量有更大提升空間。此外,結(jié)構(gòu)光方案中的激光器壽命較短,難以滿足7*24小時(shí)的長時(shí)間工作要求,其長時(shí)間連續(xù)工作很容易損壞。因?yàn)閱文跨R頭和激光器需要進(jìn)行精確的標(biāo)定,一旦損壞,替換激光器時(shí)重新進(jìn)行兩者的標(biāo)定是非常困難的。由于結(jié)構(gòu)光主動(dòng)投射編碼光,因而適合在光照不足(甚至無光)、缺乏紋理的場(chǎng)景使用。結(jié)構(gòu)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(shì):對(duì)所有點(diǎn)都進(jìn)行了編碼,理論上可以達(dá)到較高的分辨率。缺點(diǎn):受環(huán)境噪音影響較大,測(cè)量精度較差。時(shí)分復(fù)用編碼(timemultiplexingcoding)顧名思義,該技術(shù)方案需要投影N個(gè)連續(xù)序列的不同編碼光,接收端根據(jù)接收到N個(gè)連續(xù)的序列圖像來每個(gè)識(shí)別每個(gè)編碼點(diǎn)。投射的編碼光有二進(jìn)制碼(常用)、N進(jìn)制碼、灰度+相移等方案。該方案的優(yōu)點(diǎn):測(cè)量精度很高(甚至可達(dá)微米級(jí));可得到較高分辨率深度圖(因?yàn)橛写罅康?D投影點(diǎn));受物體本身顏色影響很小(采用二進(jìn)制編碼)。缺點(diǎn):比較適合靜態(tài)場(chǎng)景,不適用于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景;計(jì)算量較大。不同的焦距和視場(chǎng)角會(huì)影響相機(jī)對(duì)物體的覆蓋范圍和測(cè)量距離;無序抓取3D工業(yè)相機(jī)處理方法
合適的光圈設(shè)置可以確保物體在清晰的成像范圍內(nèi)。平面度檢測(cè)3D工業(yè)相機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)
光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇鏡頭:根據(jù)相機(jī)的傳感器尺寸和檢測(cè)距離,為每臺(tái)相機(jī)選擇合適的鏡頭。例如,對(duì)于近距離檢測(cè)微小缺陷的相機(jī),選擇焦距較短、放大倍數(shù)較大的微距鏡頭;對(duì)于檢測(cè)較大范圍的相機(jī),選擇焦距較長的廣角鏡頭。設(shè)計(jì)照明系統(tǒng):根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的材質(zhì)和表面特性,設(shè)計(jì)合適的照明方案??梢圆捎貌煌恼彰鞣绞剑缯嬲彰?、側(cè)面照明、背向照明等,以突出檢測(cè)特征。例如,檢測(cè)光伏電池片表面的劃痕時(shí),采用傾斜的側(cè)面照明可以使劃痕更加明顯。二、硬件搭建1.相機(jī)安裝與固定設(shè)計(jì)安裝支架:根據(jù)檢測(cè)區(qū)域的空間位置和相機(jī)的視角要求,設(shè)計(jì)專門的安裝支架。支架要保證相機(jī)的穩(wěn)定性和位置精度,例如采用鋁合金等堅(jiān)固材料制作,并通過精確的機(jī)械加工確保各相機(jī)之間的相對(duì)位置準(zhǔn)確。平面度檢測(cè)3D工業(yè)相機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)