Visión industrial 3D en movimiento

Destacado

Tiempo de lectura: 6 minutos

Photoneo presentó a finales del 2020 una la tecnología visión 3D industrial en movimiento, sin comprometer la calidad y la velocidad.

La visión industrial 3D en movimiento ha planteado un gran desafío para los desarrolladores de sistemas de visión 3D, ya que ninguna de las tecnologías de detección 3D existentes ha podido superar por completo sus propias limitaciones. Al optar por un método u otro, el cliente siempre se ha quedado con un compromiso entre la calidad y la velocidad del dispositivo.

Photoneo inventó una nueva tecnología llamada Parallel Structured Light, que utiliza luz estructurada en combinación con un sensor de imagen CMOS de obturador de mosaico patentado para capturar objetos en movimiento con alta calidad y poder obtener una visión industrial 3D en movimiento con precisión y alta resolución. El sensor consta de bloques de superpíxeles que se dividen en subpíxeles. El láser procedente de un proyector de luz estructurada está encendido todo el tiempo, mientras que los píxeles individuales se encienden y apagan repetidamente.

La gran limitación, hasta ahora, del método de luz estructurada es que la cámara captura secuencialmente los patrones codificados por el proyector y, dado que la adquisición de imágenes de una superficie 3D requiere varios fotogramas, no se puede utilizar para objetos dinámicos o mientras el sensor está en movimiento la salida estaría distorsionada

Esta nueva tecnología sobre visión artificial industrial 3D en movimiento, permite la captura de una escena dinámica sin desenfoque, reconstruyendo su imagen 3D a partir de una sola toma del sensor. Esto significa que “paraliza” la escena para adquirir múltiples imágenes de luz estructurada y obtener una instantánea de alta calidad del objeto en movimiento.

Photoneo implementó esta tecnología en la cámara 3D, MotionCam-3D.

Características:

  • Tecnología patentada en el interior en forma de sensor CMOS novedoso.
  • Escaneo de área de objetos en movimiento a 144 km/h.
  • Resistente a vibraciones y luz ambiental sin producir distorsiones o adquisiciones rotas.
  • Máxima resolución y precisión de escaneo 3D de escenas dinámicas .
  • Alto nivel de detalle en los bordes, sin bordes borrosos para objetos que se mueven hasta 40 m/s.
  • Ultra alta densidad, nube de puntos con una resolución de 0,9 Mpx igual a 2 Mpx en el modo para escenas estáticas.
  • Potencia computacional, proporciona 15 millones de puntos 3D por segundo.
  • Alcance de escaneo inigualable desde 36 cm hasta 3 m.
  • Fácil configuración, ahorro de recursos de PC y un rango de escaneo incomparable.
  • Dispositivo listo para la industria con IP65, PoE y calibración térmica.

Parallel Structured Light

Aporta la calidad y la resolución de vanguardia del escaneo de luz estructurada en la reconstrucción 3D de escenas altamente dinámicas. Esta novedosa tecnología patentada sobre visión industrial 3D en movimiento, utiliza un diseño de sensor inteligente que realiza la adquisición en una instantánea, en lugar del escaneo secuencial de un sensor de imagen estándar. Esto significa que el método de luz estructurada en paralelo prácticamente congela la escena 3D en el tiempo.

Hardware Trigger y conexión en cadena

Es posible configurar varias cámaras MotionCam-3D para que funcionen sincrónicamente utilizando la función de activación del disparo con el hardware y salidas GPIO. Esta configuración requiere cables especiales proporcionados a pedido, ya que el cable de alimentación estándar contiene solo 2 cables para la entrada de energía. En esta configuración, cada cámara activa el disparo de la siguiente, una vez que ha realizado su propia captura, creando un disparo en secuencia.

Resoluciones de escaneo

MotionCam-3D utiliza un sensor CMOS personalizado y estructurado en paralelo con una tecnología de luz para producir nubes de puntos 3D de objetos escaneados.

En el caso de los escáneres PhoXi 3D, la medición de profundidad se logra mediante la proyección de patrones de luz estructurada. De esta manera el escáner mide un punto 3D correspondiente a cada píxel del sensor de imagen.

MotionCam-3D no se basa en patrones de luz estructurados, en su lugar, utiliza barridos láser para la iluminación. El sensor CMOS puede usar diferentes esquemas de subpíxeles para simular diferentes patrones de luz estructurada.

Los diferentes esquemas de subpíxeles contribuyen a un único punto 3D (medida única).

El modo de subpíxeles (la forma en que se mide cada punto 3D) está controlado por el parámetro Resolución. Hay 7 diferentes modos numerados del 0 al 6. Los introducimos en un orden arbitrario para mayor claridad.

Requisitos del sistema

Asegúrese de que su ordenador cumpla con los requisitos mínimos del sistema para operar la MotionCam-3D. PhoXi Control funciona solo en sistemas operativos de 64 bits, Windows 10 o Ubuntu 16 son compatibles.

Modos de resolución

Modo de resolución 2 – Modo de escáner

El modo 2 cambia la cámara a un modo de escáner de alta resolución que se puede utilizar para escenas estáticas. En este modo, un punto 3D corresponde a un píxel en el sensor y todas las funciones de PhoXi Control se comportan de la misma forma que los escáneres.

El modo de escáner utiliza la resolución de trabajo completa del sensor de imagen: 1680 x 1200 píxeles. Por lo tanto, es capaz de producir casi 2 millones de puntos 3D.

Todos los demás modos permiten un rendimiento de la cámara de alto FPS con la capacidad de escanear objetos en movimiento. En los siguientes parámetros de escaneo no están disponibles cuando se selecciona cualquiera de los modos de cámara de alto FPS: Estrategia de codificación, Calidad de codificación y reconocimiento de Marker Space.

Modo de resolución 5 y 6 – Modos de cámara rápidos con distribución de puntos desigual

El modo 5 y el modo 6 producen un mapa de profundidad en una resolución de 560 x 800. La adquisición de fotogramas es más rápida en estos modos, pero los puntos 3D están distribuidos de forma desigual. Ver el diagrama de subpíxeles y la nube de puntos resultante de escaneando en la Figura 2.

El modo 5 y el modo 6 difieren en la estrategia de codificación. Modo 5 simula patrones de luz de la estrategia de codificación normal y el modo 6 simula los patrones de luz de las interreflexiones. Por la mayoría de las escenas, el Modo 6 produce una calidad superior exploraciones. El modo 5 se deja para fines de prueba.

Fig.1: El diagrama de subpíxeles del sensor y la nube de puntos resultante de una superficie plana escaneada en Modo 5 o 6.

Modo de resolución 3 y 4 – Modos de cámara rápidos con distribución uniforme de puntos

El modo 3 y el modo 4 son extensiones de los modos 5 y 6, respectivamente. Usan mediciones de sensores secundarios para calcular los puntos ubicados directamente entre los puntos. El mapa de profundidad resultante tiene la resolución de 1120 x 800. Las medidas secundarias se calculan en PhoXi Control. El modo 4 simula los patrones de luz con estrategia de codificación de interreflexiones y generalmente produce escaneos de mayor calidad.

Al capturar una escena dinámica, el Modo 4 es el recomendado ya que generalmente ofrece la mejor calidad resultados.

Fig.2: El diagrama de subpíxeles de los modos 3 y 4. Los puntos rojos son mediciones directas mientras que los puntos azules son secundarias. A la derecha está la nube de puntos resultante de un plano.

Modo de resolución 0 y 1- Modos de cámara con distribuciones de puntos regulares

Los modos 0 y 1 usan subpíxeles con el número más alto de mediciones directas para lograr la resolución del mapa de profundidad de 1120 x 800. La resolución que generalmente, produce es inferior a los Modos 3 y 4 debido a mayores requisitos computacionales, aumento de datos, velocidades de transferencia (~ 30 ms más lentas) y luz reducida, dando resultados de eficiencia con niveles de ruido más altos.

Fig.3: El diagrama de subpíxeles y la nube de puntos resultante de un plano en los modos 0 y 1.

Leer otro artículo y ver más vídeos de la Cámara MotionCam 3D.

¿Quieres leer más artículos sobre visión 2d y 3d?

Contactar con Bcnvision

¡Si te gusta el artículo, compártelo!

MotionCam3D de Photoneo

Tiempo de lectura: 2 minutos

Es la cámara 3D de mayor resolución y precisión, para escanear en movimiento a gran velocidad. Está basada en la tecnología patentada de Photoneo, Parallel Structured Light, implementado por un sensor de imagen CMOS personalizado.

Además de aplicaciones de Bin Picking y otras aplicadas al sector logístico para comercio electrónico, la fiabilidad y precisión de la cámara les permite a los robots manejar objetos más pequeños y sensibles en aplicaciones de paletizado/despaletizado, machine tending, control de calidad y metrología.

La cámara 3D puede inspeccionar objetos que se mueven a alta velocidad. Otras áreas donde pueden utilizarse sus magníficas cualidades son en sistemas de entrega autónomos, clasificación de objetos y sistemas de seguridad.

Un ejemplo de las aplicaciones a las que se puede destinar:

Algunas de sus principales características son:

  • Adquisición de imagen en movimiento
  • Gran profundidad de campo
  • Permite realizar una calibración precisa
  • Composición de carbono para una expansión térmica mínima
  • Posee métodos avanzados de supresión de luz ambiental
  • Fácil conexión y configuración a través de Ethernet
  • Incluye API avanzada y con integración simple

Os dejamos algunos vídeos de lo que puede hacer la visión 3D en movimiento! Si quieres más información, un estudio de viabilidad o asesoramiento, no lo dudes y contacta con nosotros en www.bcnvision.es/contacto

¡Si te gusta el artículo, compártelo!

SATUERCA – Cero defectos con visión artificial Bcnvision

Tiempo de lectura: 3 minutos

Es un placer presentarles el caso de éxito del grupo Satuerca, en la que Bcnvision desarrolló unas soluciones sobre inspección de piezas para el sector del automóvil.

SAT nació en 1966 en Durango como Sociedad Anónima de Tuercas. Hoy en día son especialistas en la producción de piezas especiales destinadas principalmente a la industria automovilística y se compone por 3 empresas con 2 plantas en España y una en Rumanía. Estamcal es la encargada de la forja y tratamientos térmicos.

En 1998 se creó Mecanifran a unos 3km de Estamcal para poder ofrecer el proceso de mecanizado y así poder aportar mayor valor añadido a sus clientes. En 2007 se fundó Actiro, con planta en Rumanía, con el objetivo de mecanizar piezas para los clientes en esa región. La compañía destaca por los medios de fabricación de sus máquinas de foja Hatebur, hornos para varios tratamientos térmicos y sofisticadas máquinas para la mecanización de piezas en grandes series. Habitualmente se trabaja con forja vertical, en Satuerca forjan con máquinas especiales, que por el hecho de ser horizontales consiguen mayor velocidad de fabricación. Las máquinas de forja verticales pueden trabajar entre 15 y 45 golpes por minuto y en el grupo disponemos de máquinas que trabajan hasta con 180 golpes por minuto. Principalmente fabrican: anillos de rodamiento, engranajes para cajas de cambio, núcleos de embrague, tuercas de conjunto y levas, aunque también fabrican otro tipo de piezas que no son del automóvil. Miden la calidad de los productos y controlan la trazabilidad de ellos, garantizando cero defectos en las piezas entregadas a sus clientes y Bcnvision ha puesto su grano de arena en esta labor. Concretamente en el control superficial y dimensional en piezas de forja con visión 2D y 3D.

Bcnvision entra en escena como partner de Satuerca en el año 2009, con una propuesta atrevida y ambiciosa para el momento, que les ha traído a ambas compañías una gran satisfacción por la buena colaboración y un mejor resultado. Las soluciones desarrolladas por Bcnvision consisten en la inspección de diferentes tipos de piezas en las que detectan golpes en caras y aristas, faltas de llenado y realiza el análisis dimensional al mismo tiempo. Ambas instalaciones comienzan en una estación con cámaras 2D de Cognex de alta resolución y con iluminación a contraluz que envían las coordenadas exactas a varios robots Staübli, para recoger las piezas y llevarlas a la siguiente estación.

En la estación láser, nos encontramos con 3 escáner Smart Ray que inspeccionan, a través de visión 3D, la superficie de la pieza con 0,1 milímetro de precisión. Dos de ellos inspeccionan la parte superior e inferior de forma fija, y el tercero, inspecciona la denominada “banda de rodadura” que es el lateral de la pieza. Todo ello mientras que la pieza realiza un giro de 360º sobre sí misma. Para conseguir la información del giro de la pieza, las cámaras adquieren línea a línea todo el perímetro de la misma. Dicha información de giro es gestionada por un encoder. Permiten analizar hasta 5 tipos de defectos distintos en menos de 1 segundo de tiempo de análisis. También analiza dimensionalmente la pieza en el mismo tiempo para verificar que las dimensiones del perfil sean las correcta. Esta misma aplicación está adaptada a diferentes formatos de piezas.

El resultado: piezas perfectas y clientes satisfechos! En Bcnvision estamos orgullosos de formar parte en casos de éxito como en este, gracias por confiar en Bcnvision.

Si le interesa descargar el caso de éxito escrito visite nuestra web.

¡Si te gusta el artículo, compártelo!

Potentes sensores de visión para resultados fiables

Tiempo de lectura: 2 minutos

Los sensores de visión In-Sight 2000 de Cognex proporcionan resultados más fiables para inspecciones automatizadas. Las herramientas de visión contrastadas y la iluminación de alta potencia garantizan que se aprueban solo los productos que cumplen con sus especificaciones. Sigue leyendo

¡Si te gusta el artículo, compártelo!

Beneficios de la visión artificial y la automatización de procesos

Tiempo de lectura: 2 minutos

beneficios visión artificialLa visión artificial se utiliza prácticamente en todas las industrias de fabricación para la inspección total de la producción, mejorar la calidad del producto, incrementar la productividad, reducir los costes de producción y cumplir con los exigentes estándares de calidad de algunos sectores como la industria farmacéutica. Sigue leyendo

¡Si te gusta el artículo, compártelo!

Componentes de la visión artificial

Tiempo de lectura: 2 minutos

Los sistemas de visión artificial dependen de diversos componentes que trabajan juntos para adquirir, procesar y analizar imágenes y medir diversas características para la toma de decisiones. Estos componentes funcionan de manera conjunta con la finalidad de aumentar la calidad del producto a través de una automatización de fábrica eficiente. Sigue leyendo

¡Si te gusta el artículo, compártelo!

Guía de selección de luz de color: In-Sight 7000 de Cognex

Tiempo de lectura: 2 minutosIn-Sight-7000

El sistema de visión In-Sight 7000 de Cognex realiza inspecciones rápidas y precisas de piezas para todos los sectores industriales. Este nuevo sistema cuenta con un diseño modular personalizable para los requisitos de cualquier aplicación y con una amplia selección de iluminación y ópticas intercambiables por el usuario. Sigue leyendo

¡Si te gusta el artículo, compártelo!

Nuevo perfilador láser 3D de Cognex: Medición de alta precisión

Tiempo de lectura: 2 minutos

perfilador 3D cognexLa marca Cognex ha lanzado al mercado el nuevo perfilador láser In-Sight, realiza la inspección y verificación de las dimensiones de un producto que cumplen con las especificaciones requeridas. Sigue leyendo

¡Si te gusta el artículo, compártelo!

Escáner 3D Photoneo: Inspección de piezas en estático con alta resolución

Tiempo de lectura: 2 minutos

Escáner 3D Photoneo

Bcnvision es el distribuidor en exclusiva del escáner PhoXi 3D de la empresa Photoneo. El escáner Photoneo se basa en la tecnología avanzada de luz estructurada, incorpora el componente óptico y la iluminación láser integrada.  Sigue leyendo

¡Si te gusta el artículo, compártelo!

Cognex lanza el poderoso sistema de visión In-Sight 7000

Tiempo de lectura: 2 minutos

In-Sight 7000 CognexLa marca Cognex ha lanzado el poderoso sistema de visión In-Sight 7000, es un sistema pequeño, resistente y muy inteligente. El sistema ubica rápidamente la pieza y realiza las inspecciones necesarias en forma precisa. Sigue leyendo

¡Si te gusta el artículo, compártelo!