線激光輪廓儀/3D相機(jī)

——產(chǎn)品手冊(cè)

V1.5

2021.08

第1章        概述

1.1              簡(jiǎn)介

基于激光三角測(cè)量法，通過(guò)將激光線束投射到被測(cè)物體表面反射回圖像傳感器，獲取激光線束與圖像傳感器的偏移角度，隨著被測(cè)物體高度在不同點(diǎn)位的變化，反射激光線束在圖像中呈現(xiàn)不同位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體輪廓的測(cè)量，并利用被測(cè)物體與 3D 傳感器的相對(duì)位移生成被測(cè)物體的完整三維點(diǎn)云。

圖 1 工作示意圖

1.2              特點(diǎn)

基于使用場(chǎng)景以及市場(chǎng)需求情況對(duì)目前常用的一些三維視覺(jué)傳感器進(jìn)行了對(duì)比分析，并且最終將這些調(diào)研結(jié)果進(jìn)行總結(jié)了這些三維視覺(jué)傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。

表 1 視覺(jué)傳感器優(yōu)缺點(diǎn)

1.3              產(chǎn)品型號(hào)說(shuō)明

①       代表相機(jī)型號(hào)：

MR20：三角測(cè)量角度為20°

MR40：三角測(cè)量角度為40°

②        代表測(cè)量長(zhǎng)度：

L80：測(cè)量線長(zhǎng)80mm

L180：測(cè)量線長(zhǎng)180mm

L280：測(cè)量線長(zhǎng)280mm

1.4              產(chǎn)品規(guī)格

表 2 規(guī)格說(shuō)明

第2章        接口定義

2.1              接口說(shuō)明

圖 2 線激光

表 3 各部件說(shuō)明

2.2              連接方式

圖 3 接線示意圖

第3章        產(chǎn)品外觀

3.1              測(cè)量原理

基于激光三角測(cè)量法，通過(guò)將激光線束投射到被測(cè)物體表面反射回圖像傳感器，獲取激光線束與圖像傳感器的偏移角度，隨著被測(cè)物體高度在不同點(diǎn)位的變化，反射激光線束在圖像中呈現(xiàn)不同位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體輪廓的測(cè)量，并利用被測(cè)物體與3D傳感器的相對(duì)位移生成被測(cè)物體的完整3D數(shù)據(jù)輪廓。

圖 4 三角測(cè)量原理圖

圖 5 測(cè)量區(qū)域原理圖

3.2              整體外觀

圖 6 SL40-80

圖 7 SL40-80外形尺寸

圖 8 SL20-180

圖 9 SL20-180外形尺寸

圖 10 SL20-280

圖 11 SL20-280外形尺寸

第4章        軟件

4.1              軟件介紹

Mirror3D點(diǎn)云處理軟件是一款支持3D相機(jī)、激光雷達(dá)等多種傳感器的腳本式點(diǎn)云處理軟件，該軟件包括文件、視圖、G代碼、傳感器采集、運(yùn)動(dòng)控制、自動(dòng)運(yùn)行和算子庫(kù)等功能，其中算子庫(kù)目前包含實(shí)體、點(diǎn)云、輪廓、變換、識(shí)別、測(cè)量、矩陣、數(shù)據(jù)、報(bào)表、發(fā)布、定制等模塊?？梢詫⒍帱c(diǎn)傳感器采集-點(diǎn)云預(yù)處理-點(diǎn)云分析-數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)-數(shù)據(jù)報(bào)告-web展示等無(wú)縫銜接在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，并且該過(guò)程全部通過(guò)示教腳本控制，算子庫(kù)可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口添加定制化算子。該軟件也可以脫離硬件環(huán)境讀入點(diǎn)云數(shù)據(jù)模擬運(yùn)行，方便用戶(hù)快速開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，完成項(xiàng)目部署，適應(yīng)企業(yè)數(shù)據(jù)信息采集、自動(dòng)化、數(shù)字化的相關(guān)需求，該軟件已廣泛應(yīng)用于小型場(chǎng)景的光學(xué)尺寸測(cè)量、質(zhì)量檢測(cè)，中型場(chǎng)景的機(jī)器人抓取、物體識(shí)別定位，大型場(chǎng)景的三維建模、料位檢測(cè)、物料檢測(cè)、智能倉(cāng)儲(chǔ)、無(wú)人化作業(yè)等領(lǐng)域。

Mirror3D軟件是集激光雷達(dá)，3D相機(jī)等控制器的PC端程序開(kāi)發(fā)軟件，通過(guò)它用戶(hù)能夠很容易的對(duì)控制器進(jìn)行應(yīng)用，快速開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序以及對(duì)控制程序進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試。

圖 12 軟件啟動(dòng)

支持開(kāi)發(fā)和對(duì)接其他設(shè)備接口，使用Mirror3D軟件編寫(xiě)的程序可以直接控制設(shè)備運(yùn)行，也可以在PC平臺(tái)模擬運(yùn)行。

4.2              軟件基本界面

Mirror3D點(diǎn)云處理軟件包括文件、視口、G代碼、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制、腳本控制、三維可視化、算子庫(kù)、算子輸出結(jié)果、運(yùn)行日志等功能塊。

其中，算子庫(kù)包含實(shí)體、點(diǎn)云、輪廓、變換、識(shí)別、測(cè)量、矩陣、數(shù)據(jù)、報(bào)表、發(fā)布、定制等模塊。每個(gè)模塊下有十幾個(gè)到幾十個(gè)相應(yīng)的算子，目前共有100多個(gè)算子。

將算子、G代碼、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制進(jìn)行腳本化編輯，即可實(shí)現(xiàn)示教腳本化自動(dòng)運(yùn)行。在處理同種或者類(lèi)似場(chǎng)景時(shí)，只需編寫(xiě)一次腳本，后面就可以直接運(yùn)行腳本完成從傳感器采集-點(diǎn)云預(yù)處理-點(diǎn)云分析-數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)-數(shù)據(jù)報(bào)告-web展示等的自動(dòng)化控制。

基本界面如下：

圖 13 軟件界面介紹

4.3              系統(tǒng)要求

要使用Mirror3D軟件，硬件要求如下：

表 4 要求說(shuō)明

第5章        案例

5.1              熱態(tài)連桿孔位測(cè)試

使用mirror3D點(diǎn)云處理軟件對(duì)采集后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)行初步的尺寸檢測(cè)。分別編寫(xiě)長(zhǎng)度、寬度和圓孔的檢測(cè)腳本，對(duì)連桿進(jìn)行初步檢測(cè)。

圖 16 軟件界面介紹

圖 17 軟件界面介紹

圖 18 軟件界面介紹

5.2              鋁模板孔位測(cè)試

鋁模板輪廓尺寸智能測(cè)量系統(tǒng)采用非接觸式光學(xué)測(cè)量手段采集目標(biāo)對(duì)象的圖像信息，通過(guò)機(jī)器視覺(jué)方法處理采集數(shù)據(jù)，直接計(jì)算、分析得到模板輪廓尺寸數(shù)據(jù)，測(cè)量技術(shù)指標(biāo)主要涉及：局部加工位位置及尺寸數(shù)據(jù)等。

圖 19 軟件界面介紹

通過(guò)3D相機(jī)采集鋁模板的三維輪廓信息，系統(tǒng)軟件處理3D相機(jī)采集的信息，分析得到鋁模板的邊沿位置，通過(guò)機(jī)床移動(dòng)3D相機(jī)的位置和角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁模板長(zhǎng)度、寬度、高度和銑槽尺寸對(duì)應(yīng)的邊沿位置的確認(rèn)，從而得到鋁模板長(zhǎng)度、寬度、高度和銑槽尺寸的實(shí)際參數(shù)。

圖 20 軟件界面介紹

圖 21 軟件界面介紹

5.3              耳朵件檢測(cè)

通過(guò)3D相機(jī)采集耳朵的三維輪廓信息，系統(tǒng)軟件處理3D相機(jī)采集的信息，分析得到耳朵件的邊沿位置，通過(guò)機(jī)床移動(dòng)3D相機(jī)的位置和角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)耳朵件長(zhǎng)度、寬度、高度和孔距尺寸的測(cè)量，檢測(cè)耳朵件是否合格。

圖 22 軟件界面介紹

圖 23 軟件界面介紹