應(yīng)用案例｜基于3D視覺的高反光金屬管件識別系統(tǒng)解決方案

發(fā)布時間：2023-08-03 15:37:05     作者：顯揚科技

Part.1 項目背景

在現(xiàn)代制造業(yè)中，高反光金屬管件的生產(chǎn)以及質(zhì)量的把控是一個重要的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的2D視覺系統(tǒng)常常難以準確地檢測和識別高反光金屬管件，因為它們的表面特征不夠明顯，容易受到光照和陰影的干擾。為了應(yīng)對這個問題，基于3D視覺的金屬管件識別系統(tǒng)通過獲取物體的三維形狀信息，精確地檢測和識別高反光金屬管件，可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

Part.2 解決方案

對于高反光金屬件，需要選擇合適的3D傳感器。該項目選用顯揚科技HY-M5三維視覺系統(tǒng)，具有成像快、精度高、抗反光等特點。HY-M5掃描速度為10-300Hz，掃描精度能精確至±0.01mm，配合自研智能算法，能快速、精準作業(yè)并輸出目標圖像。

Part.3 操作流程

>>>>數(shù)據(jù)采集與預處理

通過使用HY-M5對高反光金屬管件進行掃描，得到其表面的三維點云數(shù)據(jù)。由于采集的數(shù)據(jù)可能包含噪聲和不完整性，需要進行預處理，包括點云去噪、濾波和配準等，以提高后續(xù)處理的準確性。

>>>>特征提取與數(shù)據(jù)處理

在預處理后的點云數(shù)據(jù)上，進行特征提取與數(shù)據(jù)處理。特征提取是將原始點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有辨識度的特征表示的過程。可以采用形狀特征、法向量、曲率等信息來描述金屬管件的幾何形狀，這些特征將用于建立模型和進行識別。

>>>>管件模型建立與識別

①建立管件模型

通過收集多個金屬管件的點云數(shù)據(jù)，可以建立一個管件的3D模型。這個過程可以采用機器學習算法，如深度學習方法。訓練數(shù)據(jù)集應(yīng)包含不同形狀和尺寸的金屬管件，以便模型能夠泛化到新的管件樣本。

②管件識別與分類

將獲取到的新點云數(shù)據(jù)與建立的管件模型進行比對，從而實現(xiàn)金屬管件的識別和分類。過程會涉及點云匹配、特征匹配和模型匹配等步驟。根據(jù)匹配結(jié)果，可以判斷管件的種類、位置和姿態(tài)等信息。

>>>>系統(tǒng)測試與調(diào)優(yōu)

進行系統(tǒng)測試和調(diào)優(yōu)，收集實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化算法和模型，以確保系統(tǒng)在各種工況，比如管件交錯堆疊等情況下都能達到高準確率和穩(wěn)定性，與實際生產(chǎn)線上的管件進行對比和驗證，不斷優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，使其適應(yīng)各種工業(yè)場景。

Part.4 方案優(yōu)勢

1.姿態(tài)和尺寸測量：使用高速高清的三維機器視覺HY-M5，結(jié)合先進的圖像處理算法，能夠提高金屬管件位置和姿態(tài)檢測準確性。

2.更高的識別準確性：HY-M5能夠獲取物體的三維形狀信息，并且可以不受高反光金屬管件的影響，實現(xiàn)更精準的識別。

3.適應(yīng)性強：HY-M5三維視覺傳感器不受金屬管件顏色、紋理和表面反射特性的影響，因此對于不同類型和材質(zhì)的高反光金屬管件都能有效識別，具有更廣泛的適應(yīng)性。

4.可擴展性：HY-M5的模型和算法可以根據(jù)需要進行優(yōu)化和改進，以適應(yīng)新的金屬管件類型和生產(chǎn)工藝的需求。

顯揚科技由香港中文大學博士團隊創(chuàng)建，主要研究并產(chǎn)業(yè)化高速高清三維機器視覺系統(tǒng)，以及智能工業(yè)機器人系統(tǒng)。其研發(fā)的三維機器視覺設(shè)備精度能達亞微米級，三維數(shù)據(jù)采集幀率高達310幀，此外還具有高精度、大景深、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢，可實現(xiàn)高效率機器人引導，以及工業(yè)檢測與測量。顯揚科技的產(chǎn)品主要應(yīng)用在對采集速度要求較高的快速工業(yè)產(chǎn)線、物流樞紐以及對測量精度要求高的精密制造、軍工航天、半導體產(chǎn)業(yè)等。