Sistemi di visione artificiale 3D

Tecnologie 3D per la visione artificiale

La tecnologia dei sistemi 3D ha permesso di trovare molte soluzioni creative alla questione della profondità, per cui esiste una varietà di opzioni tra cui scegliere quando si considerano i sistemi di visione industriale 3D. Prima di decidere quale delle principali tecnologie 3D scegliere, ci sono alcuni elementi da considerare nell’applicazione di visione industriale che si intende realizzare.

Noi di Visionlink, grazie alla nostra esperienza pluridecennale nel settore machine vision, possiamo affiancarti e guidarti nella scelta della soluzione più idonea alla tua applicazione.

Visione stereo

La visione stereo utilizza due telecamere affiancate, calibrate e focalizzate sullo stesso oggetto, per fornire misurazioni 3D a tutto campo in un ambiente dinamico e non strutturato, basandosi sulla triangolazione dei raggi provenienti da più prospettive.

Triangolazione laser

La triangolazione laser misura l’alterazione di un raggio laser quando viene proiettato sull’oggetto utilizzando una telecamera perpendicolare al raggio. Mentre la visione stereo può essere utilizzata per catturare oggetti fermi, la triangolazione laser richiede un movimento lineare continuo, che può essere ottenuto ad esempio con un nastro trasportatore. Questa limitazione è tuttavia risolta in altri modi, poiché la triangolazione laser può fornire una mappa della nuvola di punti dell’oggetto molto dettagliata.
Questa tecnologia viene applicata nei sensori 3D, conosciuti anche come scanner 3D o profilatori laser, e nelle telecamere 3D a triangolazione laser.

Telecamere 3D Time of Flight

Il principio di funzionamento del Telecamere 3D si basa sulla misurazione del tempo impiegato da un raggio luminoso, come un impulso laser o una luce modulata, per viaggiare dal sensore fino all’oggetto e tornare indietro al sensore.

Il sensore emette un impulso luminoso verso la scena, e grazie a fotodiodi o altre tecniche di rilevamento della luce riflessa, il tempo impiegato dal raggio per tornare al sensore viene misurato con grande precisione, generando una nuvola di punti basata su questi tempi registrati.

La tecnologia Time of Flight offre diversi vantaggi nei sistemi di visione artificiale che richiedono misurazioni rapide, bassa latenza, ampio campo visivo, rispetto alle condizioni ambientali.

Sistemi di visione 3D o 2D?

I sistemi 3D sono intrinsecamente più complicati dei sistemi 2D, che sono molto più comuni per la maggior parte delle applicazioni, per non dire più economici. Tuttavia, al di là del prezzo e della configurazione, è possibile trovare un sistema in grado di ottenere risultati molto più efficienti di alcune soluzioni 2D.

Il tradizionale sistema di visione artificiale bidimensionale ha dimostrato di avere un grande successo in applicazioni quali la lettura di codici a barre, il rilevamento della presenza e il tracciamento di oggetti, e queste tecnologie non fanno che migliorare nel tempo.

Tuttavia, poiché le telecamere 2D riprendono semplicemente un‘immagine della luce riflessa dall’oggetto, le variazioni di illuminazione possono avere effetti negativi sulla precisione delle misurazioni. Un’illuminazione eccessiva può creare una ripresa sovraesposta, con conseguente perdita di luce o bordi sfocati dell’oggetto, mentre un’illuminazione insufficiente può influire negativamente sulla chiarezza dei bordi e delle caratteristiche che appaiono sull’immagine bidimensionale.

Nelle applicazioni in cui l’illuminazione non può essere facilmente controllata e quindi non può essere modificata per correggere l’inquadratura, questo crea un problema nei sistemi di visione artificiale tradizionale. I sistemi 3D possono risolvere questo problema.

Le telecamere di visione artificiale 3D possono compensare questa situazione grazie alla capacità di registrare informazioni precise sulla profondità, generando così una nuvola di punti, che è un elemento di gran lunga superiore in termini di precisione.

Ogni pixel dell’oggetto viene considerato nello spazio e all’utente vengono forniti i dati dei piani X, Y e Z e i corrispondenti dati di rotazione per ciascuno degli assi.

Senza ombra di dubbio, la visione artificiale 3D rimane la miglior scelta quando si vuole ottenere un eccellente risultato nelle applicazioni che riguardano il dimensionamento, la gestione dello spazio, la misurazione dello spessore, il rilevamento delle superfici sull’asse Z e il controllo di qualità della profondità.