Термографический 3D-датчик позволяет роботам видеть прозрачные объекты
Съемка прозрачных объектов в трех измерениях является довольно сложной задачей. Исследователи из Фраунгоферовского института прикладной оптики и точного машиностроения IOF разработали датчик, способный решить эту проблему. В настоящее время система впервые успешно протестирована с роботом. Возможно применение в крупномасштабных промышленных производственных процессах, таких как полупроводниковая или автомобильная промышленность.
Но и прозрачные объекты имеют свои недостатки: недаром на большие стеклянные окна приклеиваются стикеры с изображением птиц, чтобы уберечь их сородичей от столкновения с прозрачными препятствиями.
Точно так же, как животные с трудом распознают прозрачные поверхности, роботы также ограничены в своих возможностях: они не могут видеть стекло или другие так называемые «несовместимые поверхности», т. е. поверхности из блестящего металла, сильно отражающие или угольно-черные. Ранее это затрудняло использование роботов, особенно в промышленной сфере. Многие проекты в сфере автоматизации приостановлены, поскольку скорость обнаружения несовместимых поверхностей слишком медленная или имеет место неточность в процессе 3D-измерений.
Новая методика 3D-измерений, которая была разработана исследователями компании Fraunhofer IOF в прошлом году, позволяет решить эту проблему. Таким датчиком стал «3D-датчик MWIR», также называемый «Glass360Dgree».
Впервые использовано сочетание инфракрасной лазерной проекции и термографии: после нагрева измеряемого объекта в заданной точке, две тепловизионные камеры отслеживают распределение температуры по поверхности объекта. В отличие от привычно используемых датчиков, новая система не требует дополнительных средств измерений или специальной, временно наносимой маркировки, например аэрозольной краски.
Высокая скорость измерений в крупномасштабных промышленных проектах
Производственные процессы часто связаны со скоростью в сочетании с высоким качеством. Это означает, что, чем больше рабочих операций система может выполнить за минуту без брака, тем прибыльнее производство. Исследователи из Fraunhofer IOF восприняли это как возможность применить «Glass360Dgree» к различным производственным проектам. За последние несколько месяцев исследователям удалось увеличить скорость измерений и оптимизировать параметры.
Был найден идеальный баланс между степенью детализации, необходимой для разрешающей способности и продолжительностью измерений. Исследовательская группа также изучила различные варианты оптической настройки своего 3D-датчика, чтобы настроить поле измерений в зависимости от текущей задачи и пространственной зоны, доступной на производственном предприятии.
Новое измерение гибкости и разнообразия
Ввиду высокой степени гибкости и многосторонности свойств сканируемых объектов «Glass360Dgree» предоставляет совершенно новый спектр возможностей в сфере автоматизации промышленных процессов, а также в разработке продуктов.
Термографический 3D-датчик использует тепловое излучение и визуализацию для 3D-обнаружения, тогда как мощный СО2-лазер и портативная оптическая система со специальными линзами проецируют линию, движущуюся в несколько этапов над измеряемым объектом за доли секунды.
На протяжении всего процесса измерений объект поглощает энергию лазерного излучения и излучает ее, что делает ее хорошо видимой для двух высокочувствительных тепловизионных камер.