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DALSA 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。Sherlock8支持市面上常用的数据类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。
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。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。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。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。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。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。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。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 。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。
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。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。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。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。