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新聞詳情
通過在工業(yè)系統(tǒng)中快速添加機器視覺來提高工廠安全性和生產(chǎn)率上海自動化儀表有限公司要求工業(yè)自動化中的機器設(shè)計者實現(xiàn)某種形式的機器視覺,以確定距特定視野內(nèi)所有物體的距離。實施這種形式的機器視覺測距的原因可能會有所不 同,包括感測變化或侵入的一般環(huán)境,生產(chǎn)線上物體的測距,或操作員或機器人對危險的整體防護(hù)。特別是,工業(yè)倉庫中的室內(nèi)車輛正在實現(xiàn)機器視 覺,用于自動駕駛,物體定位和識別以及障礙物的檢測和避讓。室內(nèi)機器視覺用于物體距離檢測的非常常見方法是光檢測和測距(LiDAR),它使用 激光來測量物體之間的距離。LiDAR測量反射激光的返回時間和波長,以確定到每個點的距離。但是,LiDAR機器視覺算法非常復(fù)雜且學(xué)習(xí)曲線陡峭, 需要機器視覺專家來編寫應(yīng)用程序代碼。 本文將向開發(fā)人員展示如何針對這些應(yīng)用程序使用Intel的交鑰匙LiDAR相機來檢測視野中與物體的距離。它解決了在不學(xué)習(xí)機器視覺技術(shù)和算法復(fù)雜 性的情況下將機器視覺快速添加到新系統(tǒng)或現(xiàn)有系統(tǒng)中的問題。然后,它將展示如何使用高速USB3.1連接將Intel LiDAR攝像機與UDOO中的單板計算 機(SBC)配對。 室內(nèi)工業(yè)自動化環(huán)境中的機器視覺 隨著更多設(shè)備被添加到地板上,以及更多的操作員和供應(yīng)品,工業(yè)自動化室內(nèi)環(huán)境變得越來越動態(tài)。所有機器,傳感器和更高水平的自動化旨在提高 效率,同時確保操作員安全。 在許多情況下,附加傳感器用于檢測目標(biāo)區(qū)域中的物體,包括人。生產(chǎn)線上的物體可以通過多種方式進(jìn)行檢測,包括檢測由于物體通過而引起的環(huán)境 光變化的基本光傳感器,被物體的重量壓下的機械開關(guān),或穿過物體的光束。產(chǎn)品滾動時中斷的生產(chǎn)線。雖然這些方法適用于基本的對象檢測,但自 動化程度越來越高,需要類似于人眼的更復(fù)雜的視覺檢測。 機器視覺大致類似于增加機器的視力以識別不同的顏色,區(qū)分物體并識別多種運動。但是,一種常見且高度實用的機器視覺類型是檢測視野中所有對 象的距離。 有兩種常見的方法可以對多個對象執(zhí)行距離檢測。首先是雷達(dá),在室內(nèi)環(huán)境中,當(dāng)務(wù)之急是在不斷暴露于高頻信號下對人體操作者構(gòu)成危險。在室外 環(huán)境中,雷達(dá)頻率會從物體反彈,然后無害地散布到周圍環(huán)境中。在室內(nèi)使用時,雷達(dá)會反復(fù)反射多個物體,從而導(dǎo)致強烈的電磁干擾(EMI)。長 時間接觸會對操作人員產(chǎn)生長期健康影響。 在視場中執(zhí)行多個對象的距離檢測的第二種常用方法是激光測距,也稱為LiDAR。一束或多束激光束對準(zhǔn)要測量距離的物體。將激光束在其原點反射 回接收器所花費的時間以及光束的任何相移與發(fā)射激光的時間和相位進(jìn)行比較。一種算法根據(jù)時間和相位差計算到物體的距離,并將其轉(zhuǎn)換為厘米或 英寸。 單個激光束檢測一個物體的時間和相位差的計算非常簡單。但是,更復(fù)雜的機器視覺應(yīng)用程序?qū)⑸婕坝嬎阋曇爸袛?shù)十個對象的距離。結(jié)合這些計算以 創(chuàng)建距離的可視化圖并非易事,并且會花費大量的開發(fā)時間。 機器視覺與距離檢測 可以快速啟動并運行的機器視覺應(yīng)用程序的實用解決方案是Intel RealSense 82638L515G1PRQ高分辨率L515 LiDAR深度相機。該相機的直徑為61毫米 (mm),深度為26 mm,并包含一個LiDAR圖像深度單位,紅色,綠色,藍(lán)色(RGB)相機和一個慣性測量單位(IMU)。LiDAR相機可以返回1024 x 768或1920 x 1080的圖像位圖,每個像素代表該點到相機的距離。 Intel RealSense L515是一個獨立的高分辨率LiDAR相機,它還具有RGB相機和IMU。它可以使用USB 3.1輕松連接到支持的計算機。(圖片來源:英特 爾)英特爾L515 LiDAR攝像機在其視野中返回該區(qū)域的位圖圖像。但是,LiDAR相機不是返回該區(qū)域的典型攝影圖像,而是返回圖像,其中每個像素 的RGB值表示每個像素距Intel L515相機的距離。相機的分辨率為0.25到9米。它還包含一個標(biāo)準(zhǔn)的2兆像素(MP)RGB圖像相機,在開發(fā)過程中非常有 用。建議將其設(shè)計用于室內(nèi)照明,因為它并非設(shè)計用于在陽光充足的地方使用。 顯示了Intel L515的示例圖像。攝像機圖像以前景中的植物為中心,并分為兩部分。左側(cè)以自然色顯示植物和背景的常規(guī)RGB相機圖像。右側(cè)是每個 對象到相機的距離的直觀表示。前景中的植物顯示為藍(lán)色陰影,而背景中的墻壁顯示為亮橙色。在右側(cè),墻壁距離相機中心更遠(yuǎn),因此圖像變成更深 的紅色陰影。 英特爾L515 LiDAR攝像機的圖像 Intel L515 LiDAR相機返回RGB圖像(左)和位圖圖像(右),代表對象距相機的距離。離攝像機較近的地方顯示為藍(lán)色,而離攝像機較遠(yuǎn)的地方顯 示為深紅色。(圖片來源:英特爾)使用此信息,軟件可以處理圖像數(shù)據(jù)以確定物體和相機之間的距離。 憑借其緊湊的尺寸和高集成度,Intel L515 LiDAR攝像機適用于必須在新系統(tǒng)或現(xiàn)有系統(tǒng)中快速實現(xiàn)機器視覺深度感應(yīng)的室內(nèi)工業(yè)自動化應(yīng)用。對于 移動系統(tǒng),Intel L515包含可感應(yīng)±4 g加速度的IMU和可感應(yīng)高達(dá)每秒±1000?(?/ s)旋轉(zhuǎn)的陀螺儀。這適用于工業(yè)自動化設(shè)施中使用的大多數(shù)室內(nèi) 車輛或機器人。為IMU編碼固件時必須小心,因為碰到障礙物的車輛或機器人可能瞬間看到超過4 g s的異常,這是必須考慮的。 完整系統(tǒng)中的機器視覺 英特爾L515可以使用高速USB 3.1接口連接到PC或單板計算機(SBC)。攝像機外殼具有USBType-C?連接器,因此可以使用帶有Type C連接器的標(biāo)準(zhǔn)電 纜來簡化集成。由于機器視覺圖像處理可能會占用大量CPU,因此建議您具有足夠的性能,以便可以根據(jù)需要實時處理圖像數(shù)據(jù)集。UDOO KTMX- UDOOBL-V8G.00 Bolt V8是基于四核處理器的高性能SBC,該處理器以2.0 GHz(GHz)(提升3.6 GHz)運行,并受高達(dá)32 GB(DRAM)的DRAM支持。 。對于程序存儲器,它可以使用M.2固態(tài)驅(qū)動器(SSD),并且還支持標(biāo)準(zhǔn)的SATA-3硬盤驅(qū)動器接口。 UDOO Bolt V8是功能強大的SBC,具有運行速度高達(dá)3.6 GHz的四核處理器。它支持M.2和SATA-3外部驅(qū)動器接口,非常多可容納32 GB的DRAM空間,并 具有USB 3.1 Type C連接器,可與Intel RealSense L515 LiDAR相機接口。 UDOO Bolt V8具有兩個用于連接到監(jiān)視器的HDMI 1.4視頻接口。為了聯(lián)網(wǎng),它可以通過板載RJ-45連接器通過有線千兆以太網(wǎng)連接到工廠網(wǎng)絡(luò)。還支 持Wi-Fi和藍(lán)牙。通過3.5英寸標(biāo)準(zhǔn)插頭支持立體聲音頻。SBC將運行任何64位x86兼容的操作系統(tǒng),包括Microsoft Windows和任何64位Linux發(fā)行版。 這個功能強大的SBC需要19伏,65瓦的電源來支持2 GHz的性能。 對于機器視覺數(shù)據(jù)算法,UDOO Bolt V8具有足夠的處理能力。它可以通過高速USB 3.1 Type C接口從Intel RealSenseL515接收數(shù)據(jù),并且如有必要 ,可以在連接到任一HDMI接口的監(jiān)視器上顯示圖像。連接到任一音頻輸出插孔的揚聲器均可發(fā)出聲音警報或警告。 結(jié)論 具有深度感測的機器視覺是一個快速擴(kuò)展的領(lǐng)域,如果從頭開始構(gòu)建,可能需要復(fù)雜的代碼和硬件。將機器視覺系統(tǒng)與可在預(yù)先編程的固件中執(zhí)行深 度計算的統(tǒng)包解決方案集成在一起,上海自動化儀表有限公司可以節(jié)省時間和金錢,從而可以在工業(yè)自動化環(huán)境中快速可靠地使用高性能的機器視覺系統(tǒng)。 |