应用案例｜基于3D视觉的高反光金属管件识别系统解决方案

发布时间：2023-08-03 15:37:05     作者：显扬科技

Part.1 项目背景

在现代制造业中，高反光金属管件的生产以及质量的把控是一个重要的挑战。传统的2D视觉系统常常难以准确地检测和识别高反光金属管件，因为它们的表面特征不够明显，容易受到光照和阴影的干扰。为了应对这个问题，基于3D视觉的金属管件识别系统通过获取物体的三维形状信息，精确地检测和识别高反光金属管件，可以提高生产效率和产品质量，并降低企业生产成本。

Part.2 解决方案

对于高反光金属件，需要选择合适的3D传感器。该项目选用显扬科技HY-M5三维视觉系统，具有成像快、精度高、抗反光等特点。HY-M5扫描速度为10-300Hz，扫描精度能精确至±0.01mm，配合自研智能算法，能快速、精准作业并输出目标图像。

Part.3 操作流程

>>>>数据采集与预处理

通过使用HY-M5对高反光金属管件进行扫描，得到其表面的三维点云数据。由于采集的数据可能包含噪声和不完整性，需要进行预处理，包括点云去噪、滤波和配准等，以提高后续处理的准确性。

>>>>特征提取与数据处理

在预处理后的点云数据上，进行特征提取与数据处理。特征提取是将原始点云数据转换成具有辨识度的特征表示的过程。可以采用形状特征、法向量、曲率等信息来描述金属管件的几何形状，这些特征将用于建立模型和进行识别。

>>>>管件模型建立与识别

①建立管件模型

通过收集多个金属管件的点云数据，可以建立一个管件的3D模型。这个过程可以采用机器学习算法，如深度学习方法。训练数据集应包含不同形状和尺寸的金属管件，以便模型能够泛化到新的管件样本。

②管件识别与分类

将获取到的新点云数据与建立的管件模型进行比对，从而实现金属管件的识别和分类。过程会涉及点云匹配、特征匹配和模型匹配等步骤。根据匹配结果，可以判断管件的种类、位置和姿态等信息。

>>>>系统测试与调优

进行系统测试和调优，收集实际生产数据，不断优化算法和模型，以确保系统在各种工况，比如管件交错堆叠等情况下都能达到高准确率和稳定性，与实际生产线上的管件进行对比和验证，不断优化系统参数，使其适应各种工业场景。

Part.4 方案优势

1.姿态和尺寸测量：使用高速高清的三维机器视觉HY-M5，结合先进的图像处理算法，能够提高金属管件位置和姿态检测准确性。

2.更高的识别准确性：HY-M5能够获取物体的三维形状信息，并且可以不受高反光金属管件的影响，实现更精准的识别。

3.适应性强：HY-M5三维视觉传感器不受金属管件颜色、纹理和表面反射特性的影响，因此对于不同类型和材质的高反光金属管件都能有效识别，具有更广泛的适应性。

4.可扩展性：HY-M5的模型和算法可以根据需要进行优化和改进，以适应新的金属管件类型和生产工艺的需求。

显扬科技由香港中文大学博士团队创建，主要研究并产业化高速高清三维机器视觉系统，以及智能工业机器人系统。其研发的三维机器视觉设备精度能达亚微米级，三维数据采集帧率高达310帧，此外还具有高精度、大景深、高稳定性的优势，可实现高效率机器人引导，以及工业检测与测量。显扬科技的产品主要应用在对采集速度要求较高的快速工业产线、物流枢纽以及对测量精度要求高的精密制造、军工航天、半导体产业等。