Иновативен 3D сензор ще позволи на индустриалните роботи да разпознават прозрачни обекти

26.05.2022   |   Начало»Технологии

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

Идентифицирането на прозрачни обекти в триизмерното пространство е сериозно предизвикателство пред машинното зрение за роботизирани системи. Изследователи от Института Фраунхофер по приложна оптика и прецизно инженерство (IOF) са разработили термографски 3D сензор, който може да разреши този проблем.

Системата вече е преминала първите си успешни тестове с реален робот, а създателите й прогнозират множество бъдещи приложения в мащабни промишлени производства като полупроводниковата индустрия и автомобилостроенето. Средновълновият инфрачервен (MWIR) 3D сензор, наречен Glass360Dgree, ще бъде демонстриран по време на тазгодишното издание на Хановерския панаир от 30 май до 2 юни.

"Прозрачните обекти са традиционен проблем дори за зрението на живите организми. Неслучайно ни се налага да лепим стикери на големите стъклени стени, прозорци и врати, за да предотвратим сблъсък с тези почти невидими бариери. Подобно на птиците, които срещат трудности да различат прозореца от празното въздушно пространство, роботите също срещат ограничения при работата си с прозрачни обекти. Те по традиция не могат да "виждат" стъкло или други подобни повърхности, които условно наричаме "некооперативни" – лъскави, гланцирани, металически, с висока отразителна способност или пък тъмночерни. В индустриална среда това често затруднява роботизираните системи, а много проекти за автоматизация са в застой, тъй като обектите с такива повърхности биват идентифицирани твърде бавно или неточно посредством конвенционалните измервателни системи", поясняват създателите на технологията.

Новата техника за 3D измерване, разработена от изследователския екип, за първи път позволява детекцията на обекти със силно отразителни или абсорбиращи светлината повърхности – с пространствена точност и висока надеждност. Решението комбинира инфрачервена лазерна проекция и термография. След локално загряване на измервания обект две термовизионни камери определят разпределението на топлината по повърхността на обекта. За разлика от традиционните сензори новоразработената система не изисква допълнителни измервателни средства или поставяне на временни пространствени маркери, например със спрей.

Сензорът Glass360Dgree, който ще "отвори очите" на промишлените роботи за прозрачни или гланцирани предмети, позволява високоскоростни измервания в мащабни индустриални процеси, където качеството също е приоритет. Колкото повече работни стъпки може да извърши дадена система за инспекция за една минута, без да допуска дефектни изделия да преминават проверката, толкова по-производителна ще бъде и самата технологична линия, допълват от Института Фраунхофер. Те имат намерение да адаптират решението към колкото е възможно повече производствени сценарии.

През последната година екипът, базиран в Йена, Германия, е успял значително да подобри работната скорост на сензора и да оптимизира параметрите на измервателното поле. Изследователите считат, че са открили идеалния баланс между нивото на детайлност, необходимо съобразно желаната разделителна способност на приложението, и продължителността на измерването. Те са тествали и различни оптически постановки на 3D сензора, за да го пригодят за разнообразни практически задачи и пространствено организирани зони в реална производствена среда.

Благодарение на високата си гъвкавост и безпрецедентна универсалност по отношение характеристиките на обектите, които могат да бъдат сканирани, Glass360Dgree разкрива множество нови възможности пред роботизираната автоматизация и продуктовия дизайн, убедени са разработчиците му. Специален софтуер, също разработен в Института IOF, анализира снетите изображения на топлинната сигнатура, оставена от инфрачервения лъч по обекта за кратък период от време. Количеството използвана за 3D анализа топлина е толкова малко, че по никакъв начин не вреди на сканирания предмет, а разликата между нагретите и неизползваните повърхности е по-малко от 3°C.

Ключови думи: Hannover Messe   Хановерски панаир   термовизионни камери   индустриални роботи   лазерно сканиране   3D измервания   термография  

Област: Роботика