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  创新驱动力——三维技术

2011斯图加特国际机器视觉展览会(Vision):三维机器视觉需求的不断提升/易于集成,高度精确, 更快速更可靠

      “当下,各种电子元件变得更复杂更迷你,而传统的二维测试方法已显现弊端,因其无法测试到每一处缺陷,如错误的pin高度等”,Sirius Advanced Cybernetics (SAC)股东Dieter A. Riehl如是说。据Riehl先生所言,焊接表贴式装置的关键在于共面性,他补充道:“为了达到共面性,x, y, z三个空间都必须测量”。而这仅仅是众多三维机器视觉测量优势所在的例子之一。三维机器视觉是2011斯图加特国际机器视觉展览会重点主题之一,本次展会作为全球机器视觉行业的盛宴,将于2011年11月8日至10日在斯图加特展览中心举行。三维技术在机器视觉中愈加重要,它也欲将成为创新驱动力。德国机械制造商协会(VDMA)下属机器视觉委员会以及欧洲机器视觉协会(EMVA)在欧洲和德国进行的行业调研同样证实这一趋势的发展。调研显示,三维测量所占比重在2008年至2009年间从10%增加到了15%,欧洲机器视觉行业的调查数据则达到了16%。

      作为机器视觉行业的国际平台,2011斯图加特国际机器视觉展览会将以最新的三维机器视觉产品、系统、应用方案作为展示特色。三维图像获取器,三维数据评估展示软件都将得以呈现。作为三维技术专家,STEMMER IMAGIN公司的3D技术专家Tobias Henzler博士对于获取3种基本三维图像的方法做了区分:第一种是测量几何数据的三角测量法,包括立体视觉、激光部分、阴影成像以及附带投影。第二种方法是利用波长,例如聚焦变动和干涉测量。而第三种方法是测试光的传输速度,例如激光扫描仪和瞬时谱仪。究竟哪一种方法更适合于实际的应用操作,这一问题将会由机器视觉行业专家同时也是本次展会的参展商在2011斯图加特国际机器视觉展览会上为您解答。而这也正是斯图加特国际机器视觉展览会成为行业内众人瞩目焦点的原因。

      在本次展会上,一些展商将证明三维机器视觉的优势并展现三维机器视觉的未来趋势:“三维图像获取以及机器视觉的优势正是它可以在任意表面形成和检测而并非需要一定的形状、颜色、表面质地而进行检测,而这些有形的内容往往会引起问题,虽然不同于二维机器视觉,但你同样也可以获得高度信息”,Henzler博士表示。上述专家所提到的只是物流领域中折叠检测的具体例子之一。在这样的情况下检测表面以及折叠结构中的问题就得以实现,并且这些问题可以在流水线上及时解决。Automation Technology C4系列中高速三角测量相机以及Z-Laser 的激光机都是应用于这一领域,这两家公司都会在本届展会上亮相。

      Automation Technology 目前正在不断开发三维照相机。“在本次展会上呈现GenlCam的C4-4090-GigE 相机,它具备一千两百万三维高速变量,这在全球三角测量的激光领域都是独一无二的”。Automation Technology 工程支持部Stephan Kieneke表示。另一方面,Automation Technology的销售伙伴 STEMMER IMAGING不仅展示其三维技术产品,它将同时带来LMI公司Gocator系列的智能三维文件传感器,这是一种新型的半校正传感器,它的终端客户可以自行控制三维测试。LMI公司也会在另一个展台亮相。针对VRmagic的面向三维扫描光带投影技术,STEMMER IMAGING现在开发了GenTL 驱动装置,这一装置可以结合如GigE相机等三维传感器并且通过GenICam对其进行控制。这就意味着使用者现在无须学习新的软件开发就可以轻而易举的在实际运用中使用三维传感器。VRmagic 公司也将在本次展会设立展台。

      三维测试系统中一个很重要的部分就是易于整合。SAC在开发基于光带地形测量的电波球体联机三维检测系统过程中尤其注重这一方面。应尽可能的以最少的测试来保证检测结果的快捷准确。本次展会中,SAC将展示最新Pulsar传感器计算来自焊接表贴式装置准确三维数据,这种测试方式无须接触或是移动任何部分,并且可以从测试中创造一个非常精准的三维测试模型样本,这一结果依靠高度优化评估算法。 为了进行共勉性控制,这一系统可以同时进行如尺距计算等其他任务。“新型的Pulsar 传感器正蓄势待发,半校正测试头也可使用,更为重要的是,在生产系统中结合测试非常简单”,SAC 市场新闻部总监Sarah Klug表示。

      “从过去几年的经验中来看,对于三维机器视觉解决方案的需求在工业各领域中都有所提高,但是,这些科技的实际应用却因为它的成本而面临困难。最终,很多用户还是会转向价格优惠的二维解决方案。”Vision Components销售总监Jan-Erik Schmitt 说到。因此,Vision Components 开发了一种可自由编程3D智能相机VC nano,这种相机结合激光三角测量进行操作,根据不同的制造商,三维项目的价格变得合理公道。“它已成功用于检查一个传统二维镜头无法监测的混凝土锚”,Schmitt说。据Schmitt称,测试元件差异性和待测托盘的膨胀使得三维机器视觉的使用成为必须。除了其他创新,该公司将在2011年斯图加特国际机器视觉展览会上发布3D机器视觉领域的最新VC纳米3D技术。

      Rauscher公司将在2011斯图加特国际机器视觉展览会上展示三维模式的识别功能。激光三角测量是用来记录一个组件的三维轮廓并将其与标本相比较。Photonfocus公司的三维相机, Aqsense公司的三维资料库和Matrox的机器视觉资料库就是以此为经营内容的。所有这三家公司将在2011机器视觉展上设立自己的展台。“过去的三维机器视觉技术比较复杂,尤其是在设置和校准方面。往往需要多个摄像头,以防止侧影”,这是Rauscher应用与支持部门总监Thomas Miller的经验之谈。据Miller说,工具的改进和便利性的增强使得需求大幅增加。

      30年前,Kappa公司制造了第一台用于核研究机器人的三维立体相机。该公司目前致力于推出最小的高清晰度CCD彩色摄像头,即Tauri高清02150 SDI。它可以作为一个摄像头用于立体三维技术的实时应用,例如无人驾驶车辆的远程处理技术、化学工厂、科研院所、核医学、航空航天等。“在所有的应用程序中,它能提供最好的深度效果显示”,Kappa公司大客户经理Dietmar Günthe说 “这样就能流程监控,确保安全距离,以保护人员安全或显示过程中的准确性”。最好的例子就是为飞行中的飞机加油。Tauri产品将在2011斯图加特国际机器视觉展览会上展出。

      Allied Vision视觉技术公司的相机已经运用在许多三维领域,例如,关节炎患者的数字化医学研究,或汽车制造过程中的长期燃料测试和制动液线路,三维扫描仪全程监控绕组车辆地板下方的路径。“三维机器视觉使得测量更精确和应用的高质量”, Allied Vision视觉技术公司公关经理Jean-Philippe Roman说。“它也可以记录二维技术所无法探测的具有复杂几何形状的物体。以燃料线为例”。Allied Vision视觉技术公司将在2011斯图加特国际机器视觉展览会上展出其最新成果。

      未来的前景是怎样的呢?正如前面的例子所示,三维技术开拓了全新的机会和应用领域。Roman预计,立体视觉和结构光学未来的需求将迅速增加,尤其是在TOF相机的应用上。“三维机器视觉在很大程度上无疑将长期取代典型的二维应用程序”,Kieneke预测说:“尤其是考虑到它们的绝对准确性和可靠性”。据Kieneke说,将来会有越来越多的混合解决方案,将二维和三维技术合并。“对于我们公司来说,未来取决于机器视觉解决方案的应用,它们是紧凑型独立系统能执行任意数量的任务” Schmitt说。据Henzler博士称,新技术,三维算法和更简单的接口,提高了可操作性,确保了三维图像采集的广泛性。“截至6月份, 2010/2011年度资产负债表显示,机器视觉的增长额已超过平均。我们期望在未来几年,这种趋势还能继续。”“我们正在努力,以确保三维技术将很快在机器视觉领域得到充分应用,一如它在娱乐和多媒体领域。” Riehl总结说。

      作为一个国际展览和信息的平台,2011斯图加特国际机器视觉展览会上令人兴奋的话题不仅只有三维技术。展会预计将吸引330到340位参展者,展示他们最新的相机,视觉传感器,图像采集卡,软件工具,照明系统,镜头,配件以及完整的系统,应用解决方案和服务。总的展览面积超过20000平方米。展会也将就医疗技术的话题进行深入研究,并首次推出医疗发现之旅活动,这是一个有关医疗技术的课程。多种多样的配套活动,包括有趣的讲座,研讨会和先进的培训机会,使得展览会成为对机器视觉领域感兴趣的人必定参加的活动。斯图加特展览中心位于斯图加特机场旁,有高速公路和铁路网络与之相连接。便捷交通使得前来参观展览会轻松简单。

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