3D 비전이 점차 2D 인식 기술을 대체하는 이유

2D Vision Systems는 수십 년 동안 사용해 왔으며 특정 응용 분야에서 잘 수행되었습니다. 그러나 특히 요구 사항을 완전히 충족 할 수없는 복잡한 시나리오에서는 고유 한 제한이 있습니다.

3D 비전 기술의 증가로 인해 이러한 제한 사항 중 다수가 해결되고 있습니다.

2D Vision Systems는 CCD 또는 CMOS 카메라를 사용하여 2 차원 데이터를 캡처하는 반면, 3D 비전 시스템은 3 차원 정보를 수집하기 위해 구조화 된 조명, 레이저 삼각 측량 또는 비행 센서의 시간 -와 같은 다양한 센서를 사용합니다.

두 유형의 시스템 모두 광원, 광학 렌즈, 이미지 처리 소프트웨어 및 통신 인터페이스를 포함한 공통 구성 요소를 공유하지만 시각적 데이터를 캡처하고 해석하는 방법은 근본적으로 다릅니다.

2D와 3D 비전 시스템의 차이점, 운영 원리 및 해당 응용 분야의 차이점을 살펴 보겠습니다.

2D 비전 시스템이란 무엇입니까?

2D 비전 시스템에서 캡처 된 이미지는 대상의 2 차원 (2D) 표현입니다. 이는 시스템이 X 및 Y 축 정보 만 처리하고 깊이 또는 z - 축 데이터가 부족하다는 것을 의미합니다.

다시 말해, 2D 비전은 높이 정보를 전달하지 않고 물체의 윤곽 만 제공 할 수 있습니다. 결과적으로, 2D 비전은 정확한 모양 정보가 필요한 응용 분야에서 제한 사항이 있습니다.

그러나 2D 비전은 기능 인식, 포지셔닝, 크기 감지, 바코드 판독, 문자 인식, 레이블 검증, 품질 검사 및 대상 추적과 같은 간단한 작업에서 여전히 잘 수행됩니다.

2D 비전의 한계

• 빛 민감도: 2D 비전 시스템은 물체의 반사 된 빛에 의존하므로 주변 광의 변화 또는 광원의 변동이 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. 공장 환경에서는 과도하거나 불충분 한 빛이나 그림자가 이미지의 가장자리와 특징을 흐리게하여 잘못 감지 할 수 있습니다.

• 대조 문제: 2D 비전은 물체 표면의 대비에 따라 다릅니다. 조명 설정이 다른 경우에도 너무 밝거나 어두운 물체의 경우 가장자리와 기능을 정확하게 캡처하여 시스템 성능에 영향을 미치기가 어려울 수 있습니다.

• 깊이 정보 부족: 2D 비전은 z - 축을 따라 높이 정보를 캡처 할 수 없으므로 대상 객체의 높이 변화는 이미징 오류와 부정확 한 측정을 초래할 수 있습니다.

• 복잡한 3D 모양을 처리 할 수 없습니다: 2D Vision Systems는 복잡한 3 차원 모양으로 어려움을 겪고 있습니다. 특히 작업이 X 또는 Y 평면을 넘어 확장되는 치수를 측정 해야하는 경우 정확한 볼륨 감지 또는 선택과 같은 작업에 적합하지 않습니다.

3D 비전의 기본 원리

3D 비전 시스템은 2 차원 이미지뿐만 아니라 정확한 3D 포인트 클라우드를 생성하여 시스템이 우주에서 각 픽셀의 위치를 식별 할 수있게합니다.

이는 시스템이 각 축 주위의 회전 정보와 함께 X, Y 및 Z 축 데이터를 캡처 할 수 있음을 의미합니다.

3D 비전을 구현하는 데 사용되는 일반적인 기술에는 레이저 삼각 측량, 스테레오 비전, 비행 시간 및 구조화 된 조명이 포함됩니다.

3D 데이터를 처리하려면 2D 데이터를 처리하는 것보다 더 많은 시간, 컴퓨팅 전력 및 소프트웨어 지원이 필요하지만 멀티 - 핵심 프로세서, 3D 알고리즘 및 소프트웨어 도구의 발전으로 3D 비전 시스템이 생산 라인 처리량 요구 사항을 충족시킬 수있었습니다.

또한 3D 데이터를 안정적으로 캡처함으로써 3D 비전 시스템은 조명, 대비 및 객체 거리에 대한 감도와 같은 2D 시스템의 한계를 극복합니다.

3D 비전의 장점

3D 비전을 사용할 때 시스템은 높은 정밀 3D 디지털 모델을 기반으로 물체의 모양과 위치를 정확하게 처리 할 수 있습니다.

생산 라인 환경의 변화 또는 물체 표면의 반사적 또는 흡수성 특성의 영향을받지 않고 우주의 객체 위치, 볼륨, 각도, 평평성 및 특징을 정확하게 식별 할 수 있습니다.

이는 시스템 설계를 크게 단순화하고 복잡한 부품 처리, 감지 및 어셈블리와 같이 2D 비전 시스템이 할 수없는 작업을 처리하도록 기능을 확장합니다.

또한 3D 비전은 2D 시스템을 달성 할 수없는 작업에 효율적이고 비용 - 효과적인 솔루션을 제공합니다.

다양한 3D 비전 기술간에 품질과 성능에 상당한 차이가 있지만 해상도, 색상, 속도 및 정확도와 같은 요소를 고려해야하기 때문에 올바른 기술을 선택하는 것이 기존 카메라를 선택하는 것보다 더 복잡합니다.

2D 및 3D 비전 시스템의 응용

2D 비전 응용 프로그램

• 기능 인식: 로고 또는 패턴과 같은 사전 정의 된 기능을 기반으로 구성 요소를 식별하기 위해 제조업에 사용됩니다.

• 바코드 판독: 빠른 인벤토리 관리 및 제품 추적을 위해 소매 및 물류에 일반적으로 고용됩니다.

• 크기 측정: 품질 관리에 적용하여 제품이 깊이 정보를 필요로하지 않고 지정된 차원을 충족하도록합니다.

• 캐릭터 인식: 문서 처리 및 OCR (광학 문자 인식) 시스템에 활용하여 인쇄 된 텍스트를 디지털 형식으로 변환합니다.

• 레이블 검증: 라벨의 정확성과 제품 배치를 확인하기 위해 포장 산업에서 중요합니다.

3D 비전 응용 프로그램

3D 비전 시스템은 상세한 공간 정보 및 복잡한 데이터 해석이 필요한 응용 분야에서 점점 채택되고 있습니다. 주요 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.

• 두께 및 부피 측정: 제품 사양이 충족되도록 제조 및 건설과 같은 산업에 필수적입니다.

• 표면 결함 검출: 제품 표면의 결함이나 불일치를 식별하기 위해 품질 보증 프로세스에 사용됩니다.

• 복잡한 모양 인식: 복잡한 모양을 정확하게 식별하고 처리 해야하는 자동 조립 및 제조 공정에서 사용됩니다.

• 로봇 지침: 정확한 공간 정보가 필요한 객체를 선택하고 배치하는 것과 같은 작업에서 자율 로봇에 중요합니다.

• 부품 조립: 정확한 높이 및 위치 데이터를 제공하여 올바른 정렬을 보장함으로써 구성 요소 어셈블리를 용이하게합니다.

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