Temukan Masa Depan 3D Vision dengan Teknologi Parallel Structured Light

Selama bertahun-tahun, tantangan utama dalam 3D vision adalah mengembangkan “mata” robotik yang mampu menangkap dunia nyata seperti yang ada – dalam gerakan.

Teknologi penginderaan 3D konvensional telah kesulitan dengan tantangan ini, tidak satu pun mampu memindai objek yang bergerak cepat dan, pada saat yang sama, memberikan data citra 3D yang akan memuaskan persyaratan pelanggan akan resolusi dan akurasi tinggi.

Ini telah berubah dengan teknologi Parallel Structured Light baru, yang mengakhiri dilemma antara kualitas dan kecepatan. Kami akhirnya tiba di masa depan 3D vision.

Parallel Structured Light dijelaskan oleh Marcel Svec, Direktur Produk Unit Bisnis Sensor.

Dalam artikel blog kami sebelumnya tentang “Revolusi dalam machine vision”, kami membahas konsep pemindaian 3D dalam gerakan. Kami menjawab pertanyaan mengapa itu menantang bagi teknologi standar dan bagaimana Parallel Structured Light mengatasi tantangan ini. Kami menyelami bagaimana teknologi ini bekerja dan di mana ia berada dibandingkan pendekatan lainnya.

Dalam artikel blog ini, kami akan mengambil pendekatan yang lebih praktis.

Seperti yang Anda ketahui, teknologi Parallel Structured Light diimplementasikan dalam kamera 3D MotionCam-3D. Hari ini kita akan melihat teknologi dari sudut pandang perangkat: kita akan melalui bagian utama dan karakteristik fisik MotionCam-3D, model-model yang berbeda untuk aplikasi yang berbeda, kemampuan pemindaiannya dan di mana Anda dapat menggunakannya, dan fitur unik yang tidak akan Anda dapatkan dengan teknologi lainnya.

Untuk ini, kita akan membandingkan output citra 3D dari teknologi penginderaan 3D paling populer dan membandingkannya dengan Parallel Structured Light untuk mendapatkan pemahaman objektif tentang kinerjanya.

Apa itu MotionCam-3D?

Mari kita mulai dengan penjelasan yang sangat dasar tentang apa itu MotionCam-3D:

MotionCam-3D adalah kamera 3D area-scan industri – yaitu mata robotik – yang dapat digunakan untuk berbagai aplikasi untuk mengotomatisasi proses industri, logistik, dan jenis proses lainnya. Dengan mengaktifkan robot untuk melihat, kamera memungkinkan mereka untuk memanipulasi objek dalam ruang 3D atau mengevaluasi kualitasnya selama manufaktur.

Fakta dasar tentang MotionCam-3D

MotionCam-3D terdiri dari tiga bagian utama:

1. Proyektor yang memancarkan cahaya ke adegan
2. Unit kamera yang menangkap adegan
3. Unit pemrosesan yang menghitung data 3D dan mengirimkannya melalui ethernet ke PC

Perangkat dapat juga mendapatkan daya melalui ethernet atau, alternatifnya, melalui konektor daya 24V.

Semua komponen ini dirangkaikan dalam tubuh karbon yang ramping, kokoh, dan tahan lama, yang beratnya kurang dari 1,5 kilogram. Ini sangat menguntungkan untuk aplikasi mata-tangan.

MotionCam-3D tersedia dalam tiga ukuran berbeda dengan rentang pemindaian yang berbeda:

1. Model S = model terkecil dengan rentang pemindaian hingga 60 cm. Ada juga versi extended S+ dengan rentang pemindaian hingga 150 cm.
2. Model M = model menengah dengan rentang pemindaian hingga 100 cm. Versi extended M+ memberikan rentang pemindaian hingga 150 cm dan akurasi yang ditingkatkan.
3. Model L = model terbesar dengan rentang pemindaian hingga 300 cm.

Model + dengan rentang pemindaian yang diperluas sangat cocok untuk aplikasi mata-tangan.

Semua lima model menyediakan resolusi yang sama hingga 2 juta titik 3D, di mana kepadatan awan titik bergantung pada jarak pemindaian. Misalnya, untuk jarak pemindaian 1 meter, kepadatan sama dengan 4 titik per milimeter persegi.

Di mana Anda dapat menggunakan MotionCam-3D?

Kinerja pemindaian yang kokoh MotionCam-3D memungkinkan Anda memindai berbagai macam objek yang terbuat dari berbagai jenis bahan, termasuk tetapi tidak terbatas pada yang berikut:

• Karet hitam
• Aluminium
• Bagian logam tipis, tipis, dan licin
• Objek plastik
• Kardus
• Objek semi-transparan atau diiluminasi dari belakang

Kemampuan untuk memindai berbagai jenis bahan, bersama dengan resolusi, akurasi, dan keandalan yang tinggi di lingkungan industri yang menuntut dan kondisi yang sulit, menjadikan MotionCam-3D perangkat 3D vision yang sempurna yang dapat melayani otomasi dalam berbagai aplikasi seperti:

• Bin picking
• Paletisasi dan depaletisasi
• Pemasukan
• Pengurutan
• Pengukuran dimensi kotak
• Inspeksi kualitas
• Dan banyak lagi

Sekarang, apa yang membuat MotionCam-3D sangat unik dibandingkan teknologi penginderaan 3D lainnya?

Parallel Structured Light vs. structured light

Jika tujuan Anda adalah kualitas data 3D yang tinggi, sensor structured light mungkin merupakan pilihan yang baik bagi Anda. Mereka dapat memberikan data yang kokoh dengan akurasi tinggi dan mereka dapat memindai semua jenis bahan dan permukaan dalam berbagai kondisi.

Namun, mereka memiliki satu keterbatasan serius, yaitu mereka hanya dapat digunakan jika adegan sepenuhnya statis. Ini memiliki alasan berikut:

Sistem structured light memproyeksikan urutan pola cahaya ke adegan. Jika objek bergerak, pola yang diproyeksikan akan terputus. Ini menghasilkan pola yang tidak dapat dibaca dengan kebisingan tinggi, artefak terbang, atau awan titik yang tidak lengkap.

Jika Anda perlu memindai adegan yang bergerak, ada teknologi lain yang lebih cocok. Mari kita lihat sekarang.

Parallel Structured Light vs. active stereo / ToF

Teknologi penginderaan 3D paling populer untuk memindai objek dalam gerakan adalah sistem Time-of-Flight (ToF) atau active stereo.

Keuntungan utamanya adalah kecepatan pemindaian yang tinggi. Untungnya, ini dengan biaya kualitas. Resolusi sistem ini biasanya VGA (Video Graphics Array = standar resolusi untuk menampilkan grafis pada monitor) dan akurasinya hanya dapat mencapai beberapa milimeter. Kelemahan lain adalah mereka tidak dapat menampilkan detail yang baik di tepi objek yang dipindai dan citra 3D memiliki kebisingan yang cukup tinggi.

Saat kita meringkas argumen di atas, kita mendapatkan hal berikut:

Salah satu sisi, ada sistem active stereo atau Time-of-Flight, yang dapat memberikan kecepatan tinggi tetapi kualitas rendah.

Di sisi lain, ada sistem structured light, yang dapat memberikan kualitas tinggi tetapi tidak dapat digunakan untuk memindai objek yang bergerak atau bergetar.

Tetapi kita ingin mencapai baik kecepatan tinggi maupun kualitas tinggi untuk dapat memindai objek yang bergerak cepat dengan resolusi dan akurasi tinggi. Ini adalah keharusan dalam banyak aplikasi jadi bagaimana kita dapat mencapai hasil yang memuaskan?

Untungnya, teknologi Parallel Structured Light menggabungkan yang terbaik dari kedua dunia – kecepatan sistem active stereo dan Time-of-Flight dan kualitas sensor structured light.

Lihat adegan di bawah ini, yang ditangkap oleh MotionCam-3D.

Adegan bergerak tetapi citra 3D masih sangat jelas. Anda dapat melihat:

• Awan titik dengan resolusi tinggi dengan 900.000 titik 3D
• Akurasi submilimeter
• Kebisingan rendah
• Kontur detail dari objek yang dipindai
• Keandalan tinggi
• Kelengkapan pemindaian pada berbagai bahan

MotionCam-3D juga memiliki mode statis, yang menggandakan akurasi dan resolusi menjadi 2 Mpx. Ini menjadikannya perangkat yang benar-benar serbaguna untuk semua jenis aplikasi.

Pergeseran paradigma yang mengubah machine vision

Teknologi Parallel Structured Light akhirnya mengakhiri dilemma apakah Anda harus memprioritaskan kecepatan di atas kualitas atau sebaliknya untuk proyek Anda.

Ini mewakili pergeseran paradigma yang sebenarnya dalam industri machine vision karena ia dapat membuat aplikasi yang ada lebih cepat dan lebih andal. Pada saat yang sama, itu membuka pintu untuk banyak aplikasi baru yang sebelumnya tidak dapat dilakukan.

Manfaat utama MotionCam-3D meliputi:

• Dapat diterapkan dalam sistem dinamis tanpa kebutuhan sinkronisasi
• Dapat diterapkan dalam aplikasi di mana gerakan bukan linier tetapi acak
• Dapat mempercepat aplikasi 3D konvensional seperti bin picking
• Dapat digunakan untuk pemindaian adegan yang bergetar
• Membantu robotika mata-tangan karena robot tidak perlu berhenti untuk melakukan pemindaian
• Menyediakan aliran berkelanjutan data 3D berkualitas tinggi dibandingkan teknologi yang hanya dapat melakukan satu pemindaian pada satu waktu
• Berkat kecepatan pemindaian yang tinggi, ia dapat menggantikan aplikasi 2D yang rumit tanpa kebutuhan iluminasi dan kalibrasi di lokasi
• Dan banyak lagi karena ini hanya sepotong kecil dari kemungkinan yang ditawarkan MotionCam-3D.

Mari kita jelajahi bersama-sama. Saatnya untuk melihat dunia dalam gerakan.