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德州仪器的 DLP 3D 机器视觉解决方案

设计注意事项

DLP® 技术通过提供单一或多个摄像机 3D 图像捕捉,支持 3D 机器视觉功能,并为其他机器视觉功能使用相同的摄像机。3D 机器视觉是制造、安全、医疗、环境和科研领域使用的高级自主和半自主机器人系统的关键组件。3D 机器视觉与高级电机控制、有力的机器系统和综合软件相结合,实现了精确、自适应和“智能化”的、能够感知环境和/或目标的机器人系统。识别目标配置并在三维空间中精确操控的能力(可能借助分离式移动)提供了传统机械系统所不具备的宝贵功能。

DLP 技术通过利用 DMD(数字微镜器件)作为空间光线调节器,方便了 3D 机器视觉的应用。DMD 实现了高质量、灵活而快速的主题现场顺序形式照明。通常,固态 (LED) 照明用于在对 NIR 波长可见的范围内提供单色或多色、高亮度照明。

需要同步摄像机充足的分辨率、敏感度和捕捉速度以完成 3D 传感循环。摄像机/摄像机镜头的分辨率应该与 DMD 分辨率相当,以实现 x、y 和 z(深度)各尺寸最好的测量质量。投影样式和摄像机成像区域都应密切匹配。此叠加区域即为 3D 视野区域。

3D 测量取决于几何三角原理。这要求在图样透射透镜和摄像机透镜之间具有一定数量的基线偏移,两个透镜都针对主题区域。DMD 投影单元和传感器摄像机光学器件协同定位必须具有机械精确性和可靠性,以便建立和保持测量校准。机器视觉功能还需要机器人单元及其工具的精确定位视野。

选定的测量算法决定了使用样式的类型和数量。样式可以是二进制(1 位)或多位(灰度)。所使用的测量算法(多尺度二进制、定相多位深度或其他方法)和样式类型及数量将影响速度、分辨率和测量精度。

测量算法在软件中实现,并在具有相应能力的(嵌入式或基于 PC 的)处理器上执行。3D 测量具有点云(x、y、z 测量集),可以通过任意数量的方法进行分析和使用,以便为机器人系统提供精确 3D 视野。除了 3D 点云测量功能,机器视野系统还可以分析形状、边缘、纹理、颜色以及视觉测量和分析所显示的其他参数。

完整测量在有限的某个时间期限内发生需要一系列图样。必须考虑和容纳测量间隔中机器视觉系统(机器人)和对象在视野中的相对移动,以避免测量错误。由于这种相对运动,较快的样式速率使错误更少。

DMD 是芯片组的一部分,必须用于其芯片组器件。需要充分考虑 LED 照明器(和驱动程序)的功耗和热学因素,而这些因素是可以加以考虑的。

技术文章

产品公告和白皮书

白皮书 (3)

标题 摘要 类型 大小 (MB) 日期 查看次数 下载最新英文版本
PDF 882 KB 2018年 3月 5日 0
PDF 884 KB 2013年 4月 26日 0 下载英文版本
PDF 419 KB 2012年 5月 9日 0

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