机器视觉自动化场景应用中如何选择用2D视觉和3D视觉?

最新更新时间:2022-05-11来源: EEWORLD关键字:机器视觉  自动化 手机看文章 扫描二维码
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“智能制造”的概念提出后,作为人工智能一个重要的分支“机器视觉”已经成为当下炙手可热的技术之一。在制造业转型升级、新兴产业发展的过程中,中国市场释放出惊人的机器视觉技术及产品需求,为本土机器视觉行业的成长提供了关键驱动力。


在工业领域应用中,机器视觉一般由工业光源、图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件及网络通讯装置等构成。在自动化工业质量控制和在线检测领域,2D和3D技术都具备及其重要的作用。如何将两者结合起来创建一个更可靠、高效的机器视觉检测系统,首先要认识两者的各自优势和应用场景。


一、2D视觉


早在机器视觉概念被提出的时候,2D视觉技术应运而生。


2D视觉技术原理是根据灰度及对比度来进行参考检测,其主要功能是:定位、检测、测量、识别。当前,2D机器视觉已经部署了几十年,在某些应用场景下表现出色,具体可分为以下几项应用:


1、二维特征和位置的检测

2、二维尺寸检查

3、条码读取

4、字符识别

5、标签检测

6、某些质量检验流程

7、监视和对象跟踪

8、有无检测等


在很多应用场景中,2D视觉存在一些限制。


由于2D视觉无法获得物体的空间坐标信息,故而不支持与形状相关的测量,诸如:物体平面度、表面角度、体积,或区分相同颜色物体之类的特征,亦或是在具有接触侧的物体位置之间进行区分。


因此,对于对精确度和自动化的要求更高的检测要求,3D机器视觉表现了它在视觉检测上独特的优势。


二、3D视觉


3D视觉比2D视觉处理具备更高的计算要求。 3D机器视觉的图像检测更接近于人类的眼睛,能够借助数字化3D扫描数据,提取一个物体的尺寸,包括:表面积、体积和形体尺寸。


相比2D机器视觉,3D机器视觉具有以下几项优点:


① 在线检测快速移动的目标物,获取形状和对比度

②消除手动检查带来的错误

③ 实现部件和装配的100%在线质量控制

④ 最大限度地缩短检测周期和召回

⑤最大限度地提高生产质量和生产量

⑥对比度不变,是检查低对比度物体的理想选择

⑦对较小的照明变化或环境光不敏感

⑧建立大型物体检测的多传感器设置更简单


目前3D机器视觉大多用于3C消费电子、新能源行业、汽车制造、电子组件和医药产品的检测。它能有效提高合格产品的生产能力,提升产品良率,从而减少原材料浪费、节约生产成本。


当前,3D 视觉系统可应用于多种工业化场景以及 2D 视觉系统无法提供应用所需的性能的场景。


例如 :


1、机器人引导和表面跟踪

2、用于放置、包装或组装的料箱拣选

3、对象扫描和数字化构建

4、厚度、高度和体积测量

5、尺寸标注和空间管理

6、测量形状,孔,角度和曲面

7、检测表面或装配缺陷

8、相对3D CAD模型的质量控制和验证


在3D视觉兴起之后,选择2D视觉还是3D视觉,成为大家共性困扰的问题。那么在不同场景下,如何选择2D视觉系统和3D视觉系统呢?

  

如果要测量某些物体的相对尺寸比例,2D视觉完全可以胜任,但如果需要测量物体的绝对几何尺寸,则3D视觉将是唯一选项;在工业自动化中,若能够保证目标物体的有序平铺,2D视觉通常能够做得又快又好又经济,但如果目标物体是无序的话,则必须有3D视觉的优势加持。  


在未来工厂的应用中,2D相较于3D成本更加低,在一些识别类检测中,2D依然有强大的技术优势,3D视觉不一定能够解决所有的问题,根据性价比最优的原则,2D视觉与3D视觉结合使用会是比较完美的解决方案。


深圳市华汉伟业科技有限公司有着多年的机器视觉行业经验,在机器视觉的应用领域上有着不少成功的案例和解决方案。华汉伟业一直以来致力于机器视觉产品的生产、开发、应用以及销售,为客户提供整体机器视觉解决方案及服务,把机器视觉技术应用到智能生产中,公司主要视觉产品有InnoVision 2D标准视觉系统、HyperShape3D 检测软件系统、AIDI Suite 深度学习系统。


在给客户定制解决方案的过程中,针对客户的实际的情况,可采用2D与3D结合的方案,以客户为中心,柔性化定制成本最优,性价比最高的解决方案。


例如,在卷绕方壳电池的制作工艺中,在进行转接片激光焊接机—焊印缺陷检测中:

针对于转接片焊后毛刺、爆点、缝凸起、爆点缺陷、凹坑缺陷等,采用华汉HyperShape 3D检测软件,用基准面强调将高度图像上的爆点缺陷强调凸显出来,采用瑕疵检测工具检出缺陷,可稳定识别,精确度高,节省大量的人力和物力。

        

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针对于转接片焊缝间距、焊缝宽度、焊缝尺寸、断焊等缺陷,则采用华汉InnoVison 2D检测软件;用两直线距离检测焊线间距,用块状物工具检测焊缝长度,使用块状物或瑕疵检测工具,根据图像特征差异检测焊缝爆点断焊等焊接缺陷,定制化解决方案,可实现稳定测量;检测时间:<0.5S,定位/检测精度:±0.05mm,精准度高,有点检测产品质量。

  

image.png


当下,工业自动化、智能化已经是大势所趋,华汉伟业始终聚焦“智能制造行业”技术、产品和解决方案创新,为客户解决问题,持续在产品的研发与创新,个性化定制解决方案以及本土化服务能力上优先发力,协助客户产能及生产效率的提升,致力于为客户寻找成本最优的解决方案。


关键字:机器视觉  自动化 编辑:张工 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/MEMS/ic571734.html

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