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新聞詳情
通過(guò)在工業(yè)系統(tǒng)中快速添加機(jī)器視覺來(lái)提高工廠安全性和生產(chǎn)率上海自動(dòng)化儀表有限公司要求工業(yè)自動(dòng)化中的機(jī)器設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)某種形式的機(jī)器視覺,以確定距特定視野內(nèi)所有物體的距離。實(shí)施這種形式的機(jī)器視覺測(cè)距的原因可能會(huì)有所不 同,包括感測(cè)變化或侵入的一般環(huán)境,生產(chǎn)線上物體的測(cè)距,或操作員或機(jī)器人對(duì)危險(xiǎn)的整體防護(hù)。特別是,工業(yè)倉(cāng)庫(kù)中的室內(nèi)車輛正在實(shí)現(xiàn)機(jī)器視 覺,用于自動(dòng)駕駛,物體定位和識(shí)別以及障礙物的檢測(cè)和避讓。室內(nèi)機(jī)器視覺用于物體距離檢測(cè)的非常常見方法是光檢測(cè)和測(cè)距(LiDAR),它使用 激光來(lái)測(cè)量物體之間的距離。LiDAR測(cè)量反射激光的返回時(shí)間和波長(zhǎng),以確定到每個(gè)點(diǎn)的距離。但是,LiDAR機(jī)器視覺算法非常復(fù)雜且學(xué)習(xí)曲線陡峭, 需要機(jī)器視覺專家來(lái)編寫應(yīng)用程序代碼。 本文將向開發(fā)人員展示如何針對(duì)這些應(yīng)用程序使用Intel的交鑰匙LiDAR相機(jī)來(lái)檢測(cè)視野中與物體的距離。它解決了在不學(xué)習(xí)機(jī)器視覺技術(shù)和算法復(fù)雜 性的情況下將機(jī)器視覺快速添加到新系統(tǒng)或現(xiàn)有系統(tǒng)中的問(wèn)題。然后,它將展示如何使用高速USB3.1連接將Intel LiDAR攝像機(jī)與UDOO中的單板計(jì)算 機(jī)(SBC)配對(duì)。 室內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化環(huán)境中的機(jī)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(dòng)化室內(nèi)環(huán)境變得越來(lái)越動(dòng)態(tài)。所有機(jī)器,傳感器和更高水平的自動(dòng)化旨在提高 效率,同時(shí)確保操作員安全。 在許多情況下,附加傳感器用于檢測(cè)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(guò)多種方式進(jìn)行檢測(cè),包括檢測(cè)由于物體通過(guò)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(jī)械開關(guān),或穿過(guò)物體的光束。產(chǎn)品滾動(dòng)時(shí)中斷的生產(chǎn)線。雖然這些方法適用于基本的對(duì)象檢測(cè),但自 動(dòng)化程度越來(lái)越高,需要類似于人眼的更復(fù)雜的視覺檢測(cè)。 機(jī)器視覺大致類似于增加機(jī)器的視力以識(shí)別不同的顏色,區(qū)分物體并識(shí)別多種運(yùn)動(dòng)。但是,一種常見且高度實(shí)用的機(jī)器視覺類型是檢測(cè)視野中所有對(duì) 象的距離。 有兩種常見的方法可以對(duì)多個(gè)對(duì)象執(zhí)行距離檢測(cè)。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(hào)下對(duì)人體操作者構(gòu)成危險(xiǎn)。在室外 環(huán)境中,雷達(dá)頻率會(huì)從物體反彈,然后無(wú)害地散布到周圍環(huán)境中。在室內(nèi)使用時(shí),雷達(dá)會(huì)反復(fù)反射多個(gè)物體,從而導(dǎo)致強(qiáng)烈的電磁干擾(EMI)。長(zhǎng) 時(shí)間接觸會(huì)對(duì)操作人員產(chǎn)生長(zhǎng)期健康影響。 在視場(chǎng)中執(zhí)行多個(gè)對(duì)象的距離檢測(cè)的第二種常用方法是激光測(cè)距,也稱為L(zhǎng)iDAR。一束或多束激光束對(duì)準(zhǔn)要測(cè)量距離的物體。將激光束在其原點(diǎn)反射 回接收器所花費(fèi)的時(shí)間以及光束的任何相移與發(fā)射激光的時(shí)間和相位進(jìn)行比較。一種算法根據(jù)時(shí)間和相位差計(jì)算到物體的距離,并將其轉(zhuǎn)換為厘米或 英寸。 單個(gè)激光束檢測(cè)一個(gè)物體的時(shí)間和相位差的計(jì)算非常簡(jiǎn)單。但是,更復(fù)雜的機(jī)器視覺應(yīng)用程序?qū)⑸婕坝?jì)算視野中數(shù)十個(gè)對(duì)象的距離。結(jié)合這些計(jì)算以 創(chuàng)建距離的可視化圖并非易事,并且會(huì)花費(fèi)大量的開發(fā)時(shí)間。 機(jī)器視覺與距離檢測(cè) 可以快速啟動(dòng)并運(yùn)行的機(jī)器視覺應(yīng)用程序的實(shí)用解決方案是Intel RealSense 82638L515G1PRQ高分辨率L515 LiDAR深度相機(jī)。該相機(jī)的直徑為61毫米 (mm),深度為26 mm,并包含一個(gè)LiDAR圖像深度單位,紅色,綠色,藍(lán)色(RGB)相機(jī)和一個(gè)慣性測(cè)量單位(IMU)。LiDAR相機(jī)可以返回1024 x 768或1920 x 1080的圖像位圖,每個(gè)像素代表該點(diǎn)到相機(jī)的距離。 Intel RealSense L515是一個(gè)獨(dú)立的高分辨率LiDAR相機(jī),它還具有RGB相機(jī)和IMU。它可以使用USB 3.1輕松連接到支持的計(jì)算機(jī)。(圖片來(lái)源:英特 爾)英特爾L515 LiDAR攝像機(jī)在其視野中返回該區(qū)域的位圖圖像。但是,LiDAR相機(jī)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(gè)像素 的RGB值表示每個(gè)像素距Intel L515相機(jī)的距離。相機(jī)的分辨率為0.25到9米。它還包含一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的2兆像素(MP)RGB圖像相機(jī),在開發(fā)過(guò)程中非常有 用。建議將其設(shè)計(jì)用于室內(nèi)照明,因?yàn)樗⒎窃O(shè)計(jì)用于在陽(yáng)光充足的地方使用。 顯示了Intel L515的示例圖像。攝像機(jī)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(jī)圖像。右側(cè)是每個(gè) 對(duì)象到相機(jī)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(jī)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(jī)的圖像 Intel L515 LiDAR相機(jī)返回RGB圖像(左)和位圖圖像(右),代表對(duì)象距相機(jī)的距離。離攝像機(jī)較近的地方顯示為藍(lán)色,而離攝像機(jī)較遠(yuǎn)的地方顯 示為深紅色。(圖片來(lái)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(jī)之間的距離。 憑借其緊湊的尺寸和高集成度,Intel L515 LiDAR攝像機(jī)適用于必須在新系統(tǒng)或現(xiàn)有系統(tǒng)中快速實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺深度感應(yīng)的室內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用。對(duì)于 移動(dòng)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(dòng)化設(shè)施中使用的大多數(shù)室內(nèi) 車輛或機(jī)器人。為IMU編碼固件時(shí)必須小心,因?yàn)榕龅秸系K物的車輛或機(jī)器人可能瞬間看到超過(guò)4 g s的異常,這是必須考慮的。 完整系統(tǒng)中的機(jī)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(jì)算機(jī)(SBC)。攝像機(jī)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(lái)簡(jiǎn)化集成。由于機(jī)器視覺圖像處理可能會(huì)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(shí)時(shí)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(yùn)行,并受高達(dá)32 GB(DRAM)的DRAM支持。 。對(duì)于程序存儲(chǔ)器,它可以使用M.2固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD),并且還支持標(biāo)準(zhǔn)的SATA-3硬盤驅(qū)動(dòng)器接口。 UDOO Bolt V8是功能強(qiáng)大的SBC,具有運(yùn)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(dòng)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(jī)接口。 UDOO Bolt V8具有兩個(gè)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(guò)板載RJ-45連接器通過(guò)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(guò)3.5英寸標(biāo)準(zhǔn)插頭支持立體聲音頻。SBC將運(yùn)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(gè)功能強(qiáng)大的SBC需要19伏,65瓦的電源來(lái)支持2 GHz的性能。 對(duì)于機(jī)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(guò)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(yáng)聲器均可發(fā)出聲音警報(bào)或警告。 結(jié)論 具有深度感測(cè)的機(jī)器視覺是一個(gè)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(jī)器視覺系統(tǒng)與可在預(yù)先編程的固件中執(zhí)行深 度計(jì)算的統(tǒng)包解決方案集成在一起,上海自動(dòng)化儀表有限公司可以節(jié)省時(shí)間和金錢,從而可以在工業(yè)自動(dòng)化環(huán)境中快速可靠地使用高性能的機(jī)器視覺系統(tǒng)。 |