應用案例｜基于3D視覺的高反光金屬管件識別系統解決方案
發布時間：2023-08-03 15:37:05 作者：顯揚科技
Part.1 項目背景
在現代制造業中，高反光金屬管件的生產以及質量的把控是一個重要的挑戰。傳統的2D視覺系統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。為了應對這個問題，基于3D視覺的金屬管件識別系統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，可以提高生產效率和產品質量，并降低企業生產成本。
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，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、精準作業并輸出目標圖像。
Part.3 操作流程
>>>>數據采集與預處理
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據。由于采集的數據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，以提高后續處理的準確性。
>>>>特征提取與數據處理
在預處理后的點云數據上，進行特征提取與數據處理。特征提取是將原始點云數據轉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據，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。訓練數據集應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據與建立的管件模型進行比對，從而實現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。根據匹配結果，可以判斷管件的種類、位置和姿態等信息。
>>>>系統測試與調優
進行系統測試和調優，收集實際生產數據，不斷優化算法和模型，以確保系統在各種工況，比如管件交錯堆疊等情況下都能達到高準確率和穩定性，與實際生產線上的管件進行對比和驗證，不斷優化系統參數，使其適應各種工業場景。
Part.4 方案優勢
1.姿態和尺寸測量：使用高速高清的三維機器視覺HY-M5，結合先進的圖像處理算法，能夠提高金屬管件位置和姿態檢測準確性。
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，實現更精準的識別。
3.適應性強：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的高反光金屬管件都能有效識別，具有更廣泛的適應性。
4.可擴展性：HY-M5的模型和算法可以根據需要進行優化和改進，以適應新的金屬管件類型和生產工藝的需求。
顯揚科技由香港中文大學博士團隊創建，主要研究并產業化高速高清三維機器視覺系統，以及智能工業機器人系統。其研發的三維機器視覺設備精度能達亞微米級，三維數據采集幀率高達310幀，此外還具有高精度、大景深、高穩定性的優勢，可實現高效率機器人引導，以及工業檢測與測量。顯揚科技的產品主要應用在對采集速度要求較高的快速工業產線、物流樞紐以及對測量精度要求高的精密制造、軍工航天、半導體產業等。
