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Z-Trak3D相机+Sherlock8强大算法

发表时间：2022-07-08 10:39

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基于激光三角法：左侧发射激光（红色）右侧根据一个角度拍摄激光结束的位置，从而测得物体高度等信息。Z-Trak相机特点是测量精度高，且出厂之前已预设标定，用户使用时可以直接得到测量结果。
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Z-Trak系列特性：
1、采集速度高，可达45K Profiles/s。
2 、免费的配套软件sherlock：相机硬件只用于采集图像，得到点云图Profile，后续需要软件平台Sherlock8提供算法。
3、 内嵌HDR及反射补偿算法：3D相机的测量应用中，会遇到不同反射率的物体，高亮金属有较高反射率，亚光塑料或木材表则面反射不强，相机拍到的图片如果没有算法支撑，得到的图像效果就没那么清晰。而Z-Trak内嵌的HDR和反射补偿算法可以提高图像效果，测量数据更加准确。
4 、内置图像增强滤波器，可减少光线的影响。
5 、红光和蓝光激光可供选择：红光波长较长、能量足，适用于远距离测量；蓝光波长短、能量弱、光斑集中，其准确性比红光更高，但测量距离小，适合距离近、体积小或精度要求高的应用。
6 、Z-Trak 3D系列相机有多种型号，测量范围10mm-1500mm，不同的型号满足不同的需求：芯片、半导体等产品检测范围小但精度要求极高，可选用10MM或15MM的型号。物流行业各种尺寸快递包裹、箱子，则适合用大测量范围的型号。
7、 提供5GigE/2.5GigE/1GigE传输速率：用户可根据需要，选择不同的带宽。如45K Profiles/s的高速扫描应用，传输数据量大，需要选择5GigE传输速率的型号。
8 、外壳拥有IP67防护等级，可用于恶劣环境，不受灰尘和潮湿的影响。
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Z-Trak支持多相机标定
1、实现多相机360度全视野覆盖：在不损失测量精度的前提下，提升视野范围，消除视野盲区。
2、结合红色和蓝色激光特性及不同的测量范围：先进的激光频闪控制消除了相邻相机之间的串扰。
3、通过编码器实现同步：可支持多达16个相机的统一标定。
4、使用标准网络交换机：简化配置，低成本实现多相机标定。
如下图，圆柱体的产品需要检测360度每个面，可以使用4个Z-Trak从四个角度来测量，大体积、不规则形状的产品可使用多个Z-Trak并排检测。
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无论什么项目，采集2D还是3D图片，除了相机本身的硬件支持，同时还需要软件算法的支持。相机硬件只负责采集图像，但是高度宽度的判定、体积的计算和产品表面的检测等都需要软件后续计算判断，处理数据，才能输出客户想要的结果。随机附赠的软件Sherlock8能完美结合Z-Trak系列相机，做到无缝衔接，相机图像可以直接导入软件。
Sherlock 8 软件简单易用，图形化的操作方式，如通过画矩形框、立方体或简单的线条，可以达到测量高度、面积、体积等目的。
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Sherlock8支持市面上常用的数据类型如Profile,Range map, Point Cloud,   .csv .stl   .ply   .vtu   .vtp   .pcd   .tif   .fiff等。
Sherlock8拥有丰富的1D、2D、 3D的算法，同平台共用。如下图，可以将3D图像转换为2D图像，然后使用2D中的算法来进行计算。
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Sherlock8是一个算法集，有强大的Seach Edge定位工具，3维的OCR识别算法，还结合了AI的算法。
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精确的多点标定算法：3D相机更多用于机器人项目定位抓取和多线程模式。当用户有多条生产线且生产线之间没有什么联系，这时可以用到多线程模式。Sherlock8支持各种工业应用中的通用通讯协议如Profinet、Modbus、 EtherNet/IP，且支持C# 、VB.net、VC++等开发用户操作界面。
下图是扫描两个产品的一段圆弧。Sherlock8通过算法拟合两个圆，然后通过计算两个圆心之间的距离、高度差输出两个产品之间的位置数据。
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把3D相机扫描的点云图（倾斜的产品）通过计算拟合成平面，再通过2D算法来计算产品的尺寸或进行其他测量。
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案例一：智能马桶安装线。
通过陶瓷马桶上的三个螺丝孔安装塑料马桶垫圈。
图左，扫描三个螺丝孔是否在一个水平面。通过Z-Trak3D相机扫描，再通过Sherlock8计算三个安装孔是否在同一个水平面，如果判断结果为否，则计算所需加垫片的数量。
图右，安装间隙的检测。马桶垫圈安装完成后，通过相机拍照检测塑料马桶盖与陶瓷主体的间隙是否在工差范围内。
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案例二：电芯极柱焊接质量检测（2D与3D相结合的应用）
电动汽车的电池是由一个一个的电芯组成，每个电芯都需要进行焊接。而且由于车辆总是处于颠簸中，所以焊接的牢固度就非常重要。
图左由2D相机拍摄，可检测焊接的宽度、偏移量，是否有漏焊、断焊或脏污。图右是3D相机拍摄，能检测是否有炸点，或焊穿的问题。
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案例三：汽车天窗涂胶检测
检测汽车天窗密封胶的涂胶质量、胶宽、胶高以及是否漏胶等。一般胶是黑色，周边部件也可能是黑色的，如果用2D相机拍摄，可能很难判断胶的边缘，则无法分辨涂胶宽度。用3D相机扫一圈，就能很清楚看到胶的边缘、测量胶的宽度和高度。
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案例四：汽车动力电池模组溢胶检测
下图是动力电池的模组，粉色是电芯，绿色是大的箱体，各个电芯是并排放在箱体里边并要用胶水粘住。在组装时，在箱壁上先涂好胶，再把电芯放进去，这时可能会将胶挤得溢出来，那么需要相机拍照来检测溢胶是否在工差范围内。
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案例五：模组全尺寸测量和平面度检测
下图为电池模组的全尺寸测量，在四个角上的固定安装孔放置相机进行检测，视野距离320mm，精度为0.04。测量中通过对四个角进行扫描来检测四个角是否在一个水平面上，通过左右两个相机对射进行全尺寸测量 。
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案例六：刹车盘的定位抓取
项目要求用3D相机扫描铁箱中的刹车盘，通过Sherlock8定位工具找到刹车盘的中心位置，然后引导机器人进行抓取，同时通过刹车盘上的OCR字符串判断型号进行分类放置。
Z-Trak3D相机扫描出来的下图像（右）是蓝色的3D图，转换成2D平面图后，定位圆心中心位置，换算坐标，再引导机器人去抓取，然后识别OCR字符，再分类放置。
由于箱框/托盘对刹车盘有部分遮挡，从3D转换成2D时（如下图）有两个刹车盘只能采集到部分。通过取得的两段圆弧，用算法拟合两个圆，并计算两个圆心的座标位置，就可引导机器人定位抓取刹车盘了。
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