知識(shí)分享：iDS Ensenso 應(yīng)用原理及相機(jī)配置說明

iDS Ensenso 3D 立體視覺相機(jī)是模仿人類雙眼的立體視覺運(yùn)作原理.



每個(gè)型號(hào)都有左右兩個(gè)內(nèi)建CMOS相機(jī)及一個(gè)投影器，在兩臺(tái)相機(jī)位置及角度差異，取像同一個(gè)物體及場(chǎng)景的條件，經(jīng)過特殊的演算法，將兩臺(tái)相機(jī)取像影像作匹

配，尋找出影像中的對(duì)應(yīng)接點(diǎn)，將兩臺(tái)相機(jī)間距、相機(jī)視角再加上鏡頭的焦距，以長(zhǎng)度為單位轉(zhuǎn)換這些所有差距作為3D影像的像素位置。我們稱為3D點(diǎn)雲(yún)圖，這

些數(shù)據(jù)即為後續(xù)影像處理重要的資訊。

 

精巧堅(jiān)固鋁製外罩配有可緊鎖GPIO連接口，提供工業(yè)用觸發(fā)器及閃光燈設(shè)置。相機(jī)經(jīng)過出廠校正並且附有MVTec HALCON0介面以及物件導(dǎo)向API(C++ C#/

.NET).

在影像比對(duì)匹配過程是透過傳感器的像素對(duì)比以及亮度梯度，影像品質(zhì)會(huì)受到場(chǎng)景光源品質(zhì)以及物體表面材質(zhì)影響，缺少表面紋理或是反光的物體表面，尋找以及

計(jì)算出協(xié)調(diào)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)相當(dāng)困難。如果無法準(zhǔn)確的確定差距，會(huì)造成不完整的圖像深度數(shù)據(jù)。Ensenso相機(jī)透過使用額外技術(shù)來達(dá)到獲取更好的深度數(shù)據(jù)，以及更精

準(zhǔn)的量測(cè)結(jié)果來強(qiáng)化傳統(tǒng)的立體視覺原理。藉此立體視覺可以被更廣泛應(yīng)用。

 

相機(jī)外型配置

泓邦科技有限公司

相機(jī)命名方式

相機(jī)型號(hào)Nxx-X or XXXX-XX-XX
描述相機(jī)系列鏡頭焦距收斂角鏡頭光圈值光源照明波長(zhǎng)
說明鏡頭焦距長(zhǎng)短
影響取像視景大小		攝影機(jī)傾斜角度影
響左右相機(jī)聚焦距離		光圈值大小影響
光靈敏度及景深		光源照明
對(duì)應(yīng)規(guī)格N10
N30
N35		3 : 3.6mm
4 : 4.2mm
6 : 6.0mm
8 : 8.0mm
12 : 12.0mm
16 : 16.0mm		02 : 2°
04 : 4°
06 : 6°
08 : 8°
10 : 10°

16 : F=1.6
18 : F=1.8

BL : 藍(lán)色可見光 465nm
IR : 紅外線光 850nm

 

相機(jī)系列

N10 - 隨插即用USB 2 供電及通訊3D立體視覺相機(jī)，並附有大功率IR LED投影模式打光
N30 - 最新3D PoE Gige立體視覺相機(jī)，大功率(BL、IR) LED 投影模式打光，並符合IP65、IP67防水防塵等級(jí)
N35 - 與N30同時(shí)推出的3D立體視覺相機(jī)，N35多了最新FlexView技術(shù)

 

鏡頭焦距

鏡頭焦距長(zhǎng)短影響工作距離
(工作距離即是鏡頭下緣至取像物之間的距離)
相同視野範(fàn)圍
鏡頭焦距短工作距離短
鏡頭焦距長(zhǎng)工作距離長(zhǎng)

Ensenso

 

收斂角

兩支相機(jī)傾斜角度
在某個(gè)工作距離使兩支相機(jī)取像影像重疊

較小收斂角的兩支相機(jī)工作距離就會(huì)愈長(zhǎng)重疊
較大收斂角的兩支相機(jī)工作距離就會(huì)愈短重疊

Ensenso

Ensenso

 

FlexView

FlexView 在靜態(tài)場(chǎng)景條件下加強(qiáng)視差圖細(xì)節(jié)。Pattern mask(掩模版)在投影射線中位置可以通過使用piezoelectric actuator(電壓制動(dòng)器)的機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成步進(jìn)移

動(dòng)，形成物體的紋理變化。獲取複數(shù)具有不同紋理的相同場(chǎng)景影像可以產(chǎn)生更多的圖像點(diǎn)。加強(qiáng)分辨率，匹配演算法用所有取像圖像來計(jì)算從而獲得增強(qiáng)的視差

圖。連續(xù)紋理位移可以在具有光澤，灰暗以及反光的表面上生產(chǎn)額外的結(jié)構(gòu)紋理，進(jìn)而加強(qiáng)分辨率(精度)以及獲得更多的數(shù)據(jù)信息。更高的分辨率以及低噪音可以

加強(qiáng)多數(shù)的處裡演算法。FlexView 降低了後處理點(diǎn)雲(yún)圖的步驟以及更進(jìn)一步的3D影像處理時(shí)間。

特點(diǎn)
  • 增加2倍Z軸分辨率
  • 增加2倍有效XY軸分辨率
  • 在較困難取像物有較多的表面資訊
  • 取像影像資訊的時(shí)間增加
  • 取像影像時(shí)間約45ms × 影像對(duì)數(shù)
  • 增加處理成3D的時(shí)間
  • 3個(gè)影像對(duì)已經(jīng)有80%效果
Ensenso Flexview-1

原理
取像3D立體影像(取像方式需為靜態(tài)取像)
取像影像對(duì)→轉(zhuǎn)換投影光模式→取像影像對(duì)→轉(zhuǎn)換投影光模式...(此步驟可自行設(shè)定2~8次)
逐個(gè)將2~8個(gè)有投影立體3D影像對(duì)處理成一個(gè)3D點(diǎn)雲(yún)圖

 

FlexView 取像範(fàn)例

N20 / N30 單次取像N35 使用FlesView 8影像對(duì)
Ensenso Flexview-2CADCH
更詳細(xì)的影像細(xì)節(jié)、傾斜表面更完整的3D影像數(shù)據(jù)、更精確的取像物外型輪廓、有較明顯降低影像雜訊

  

實(shí)際應(yīng)用

3D相機(jī)將取像物3D座標(biāo)資訊傳遞給運(yùn)動(dòng)控制作取放應(yīng)用
Ensenso-3Ensenso Image3
 
缺陷檢測(cè)-部份檢測(cè)物在2D中不易被檢測(cè)出，但在3D中缺陷特徵就比較明顯

Ensenso - Image1

Ensenso Image2