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

發(fā)布時(shí)間：2023-08-03 15:37:05     作者：顯揚(yáng)科技

Part.1 項(xiàng)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(gè)重要的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的2D視覺(jué)系統(tǒng)常常難以準(zhǔn)確地檢測(cè)和識(shí)別高反光金屬管件，因?yàn)樗鼈兊谋砻嫣卣鞑粔蛎黠@，容易受到光照和陰影的干擾。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題，基于3D視覺(jué)的金屬管件識(shí)別系統(tǒng)通過(guò)獲取物體的三維形狀信息，精確地檢測(cè)和識(shí)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(duì)于高反光金屬件，需要選擇合適的3D傳感器。該項(xiàng)目選用顯揚(yáng)科技HY-M5三維視覺(jué)系統(tǒng)，具有成像快、精度高、抗反光等特點(diǎn)。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(zhǔn)作業(yè)并輸出目標(biāo)圖像。

Part.3 操作流程

>>>>數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理

通過(guò)使用HY-M5對(duì)高反光金屬管件進(jìn)行掃描，得到其表面的三維點(diǎn)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(jìn)行預(yù)處理，包括點(diǎn)云去噪、濾波和配準(zhǔn)等，以提高后續(xù)處理的準(zhǔn)確性。

>>>>特征提取與數(shù)據(jù)處理

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

>>>>管件模型建立與識(shí)別

①建立管件模型

通過(guò)收集多個(gè)金屬管件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可以建立一個(gè)管件的3D模型。這個(gè)過(guò)程可以采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如深度學(xué)習(xí)方法。訓(xùn)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(shí)別與分類(lèi)

將獲取到的新點(diǎn)云數(shù)據(jù)與建立的管件模型進(jìn)行比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)金屬管件的識(shí)別和分類(lèi)。過(guò)程會(huì)涉及點(diǎn)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(lèi)、位置和姿態(tài)等信息。

>>>>系統(tǒng)測(cè)試與調(diào)優(yōu)

進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和調(diào)優(yōu)，收集實(shí)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(cuò)堆疊等情況下都能達(dá)到高準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性，與實(shí)際生產(chǎn)線(xiàn)上的管件進(jìn)行對(duì)比和驗(yàn)證，不斷優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，使其適應(yīng)各種工業(yè)場(chǎng)景。

Part.4 方案優(yōu)勢(shì)

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

2.更高的識(shí)別準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的識(shí)別。

3.適應(yīng)性強(qiáng)：HY-M5三維視覺(jué)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(duì)于不同類(lèi)型和材質(zhì)的高反光金屬管件都能有效識(shí)別，具有更廣泛的適應(yīng)性。

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

顯揚(yáng)科技由香港中文大學(xué)博士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建，主要研究并產(chǎn)業(yè)化高速高清三維機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，以及智能工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。其研發(fā)的三維機(jī)器視覺(jué)設(shè)備精度能達(dá)亞微米級(jí)，三維數(shù)據(jù)采集幀率高達(dá)310幀，此外還具有高精度、大景深、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)高效率機(jī)器人引導(dǎo)，以及工業(yè)檢測(cè)與測(cè)量。顯揚(yáng)科技的產(chǎn)品主要應(yīng)用在對(duì)采集速度要求較高的快速工業(yè)產(chǎn)線(xiàn)、物流樞紐以及對(duì)測(cè)量精度要求高的精密制造、軍工航天、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等。