線激光輪廓儀/3D相機(jī)

——產(chǎn)品手冊

V1.5

2021.08

第1章        概述

1.1              簡介

基于激光三角測量法，通過將激光線束投射到被測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，隨著被測物體高度在不同點位的變化，反射激光線束在圖像中呈現(xiàn)不同位置，從而實現(xiàn)對物體輪廓的測量，并利用被測物體與 3D 傳感器的相對位移生成被測物體的完整三維點云。

圖 1 工作示意圖

1.2              特點

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

表 1 視覺傳感器優(yōu)缺點

1.3              產(chǎn)品型號說明

①       代表相機(jī)型號：

MR20：三角測量角度為20°

MR40：三角測量角度為40°

②        代表測量長度：

L80：測量線長80mm

L180：測量線長180mm

L280：測量線長280mm

1.4              產(chǎn)品規(guī)格

表 2 規(guī)格說明

第2章        接口定義

2.1              接口說明

圖 2 線激光

表 3 各部件說明

2.2              連接方式

圖 3 接線示意圖

第3章        產(chǎn)品外觀

3.1              測量原理

基于激光三角測量法，通過將激光線束投射到被測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，隨著被測物體高度在不同點位的變化，反射激光線束在圖像中呈現(xiàn)不同位置，從而實現(xiàn)對物體輪廓的測量，并利用被測物體與3D傳感器的相對位移生成被測物體的完整3D數(shù)據(jù)輪廓。

圖 4 三角測量原理圖

圖 5 測量區(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)動控制、自動運(yùn)行和算子庫等功能，其中算子庫目前包含實體、點云、輪廓、變換、識別、測量、矩陣、數(shù)據(jù)、報表、發(fā)布、定制等模塊。可以將多點傳感器采集-點云預(yù)處理-點云分析-數(shù)據(jù)庫存儲-數(shù)據(jù)報告-web展示等無縫銜接在一個系統(tǒng)內(nèi)，并且該過程全部通過示教腳本控制，算子庫可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口添加定制化算子。該軟件也可以脫離硬件環(huán)境讀入點云數(shù)據(jù)模擬運(yùn)行，方便用戶快速開發(fā)應(yīng)用程序，完成項目部署，適應(yīng)企業(yè)數(shù)據(jù)信息采集、自動化、數(shù)字化的相關(guān)需求，該軟件已廣泛應(yīng)用于小型場景的光學(xué)尺寸測量、質(zhì)量檢測，中型場景的機(jī)器人抓取、物體識別定位，大型場景的三維建模、料位檢測、物料檢測、智能倉儲、無人化作業(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端程序開發(fā)軟件，通過它用戶能夠很容易的對控制器進(jìn)行應(yīng)用，快速開發(fā)應(yīng)用程序以及對控制程序進(jìn)行實時調(diào)試。

圖 12 軟件啟動

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

4.2              軟件基本界面

Mirror3D點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、算子輸出結(jié)果、運(yùn)行日志等功能塊。

其中，算子庫包含實體、點云、輪廓、變換、識別、測量、矩陣、數(shù)據(jù)、報表、發(fā)布、定制等模塊。每個模塊下有十幾個到幾十個相應(yīng)的算子，目前共有100多個算子。

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，即可實現(xiàn)示教腳本化自動運(yùn)行。在處理同種或者類似場景時，只需編寫一次腳本，后面就可以直接運(yùn)行腳本完成從傳感器采集-點云預(yù)處理-點云分析-數(shù)據(jù)庫存儲-數(shù)據(jù)報告-web展示等的自動化控制。

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 要求說明

第5章        案例

5.1              熱態(tài)連桿孔位測試

使用mirror3D點云處理軟件對采集后的點云數(shù)據(jù)，進(jìn)行初步的尺寸檢測。分別編寫長度、寬度和圓孔的檢測腳本，對連桿進(jìn)行初步檢測。

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              鋁模板孔位測試

鋁模板輪廓尺寸智能測量系統(tǒng)采用非接觸式光學(xué)測量手段采集目標(biāo)對象的圖像信息，通過機(jī)器視覺方法處理采集數(shù)據(jù)，直接計算、分析得到模板輪廓尺寸數(shù)據(jù)，測量技術(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，通過機(jī)床移動3D相機(jī)的位置和角度，實現(xiàn)對鋁模板長度、寬度、高度和銑槽尺寸對應(yīng)的邊沿位置的確認(rèn)，從而得到鋁模板長度、寬度、高度和銑槽尺寸的實際參數(shù)。

圖 20 軟件界面介紹

圖 21 軟件界面介紹

5.3              耳朵件檢測

通過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，通過機(jī)床移動3D相機(jī)的位置和角度，實現(xiàn)對耳朵件長度、寬度、高度和孔距尺寸的測量，檢測耳朵件是否合格。

圖 22 軟件界面介紹

圖 23 軟件界面介紹