teknologi 2D, 2.5D dan 3D dalam Pemandaangan Mesin

Teknologi pemandaangan mesin merupakan tiang utama dalam automasi industri dan pembuatan pintar moden, digunakan secara meluas dalam bidang pemeriksaan, navigasi, kawalan kualiti dan lain-lain. Di antaranya, teknologi pemandaangan 2D, 2.5D dan 3D merupakan tiga teknologi teras, masing-masing mempunyai ciri dan skop aplikasi yang berbeza.

I. Teknologi Pemandaangan 2D: Paparan Satah, Ringkas dan Berkesan

1. Ciri-ciri Teknikal

teknologi pemandaangan 2D memproses imej satah, iaitu seperti mengambil gambar dengan kamera dan menyelesaikan tugas dengan menganalisis gambar tersebut. Langkah utamanya merangkumi:

Pengambilan imej: Menggunakan kamera industri untuk menangkap imej keaburan kelabu atau berwarna, dengan pencahayaan untuk menjadikan gambar lebih jelas.

Praproses: Menjadikan maklumat utama dalam imej lebih ketara melalui penapisan atau peningkatan kontras.

Pengekstrakan ciri: Mengenal pasti ciri seperti garisan lurus, kontur atau titik sudut dalam gambar.

Pengenalan corak: Menggunakan algoritma untuk menilai apakah ciri-ciri ini, seperti teks atau corak.

Pengukuran dan penentududukan: Mengira saiz dan kedudukan objek.

Pengesanan kecacatan: Membandingkan dengan imej piawai untuk mencari di mana masalah wujud.

2. Senario yang boleh digunakan

teknologi penglihatan 2D sesuai untuk tugas-tugas yang hanya memerlukan penglihatan permukaan dan tidak memerlukan ketebalan objek, seperti:

Memeriksa sama ada label produk dicetak dengan betul di kilang.

Mengimbas kod bar pada bungkusan logistik.

Mengesan calar atau tompok pada permukaan papan litar.

3. Kelebihan dan batasan

Kelebihan: Peralatan ringkas, kos rendah, kelajuan pemprosesan pantas, sesuai untuk menyelesaikan tugas berjumlah besar dengan cepat.

Had: Tidak boleh mengetahui ketinggian atau kedalaman objek, tidak berkesan terhadap bentuk kompleks atau objek yang terhalang.

II. Teknologi Penglihatan 2.5D: Menambah Ketinggian, Stereo Separuh Langkah

1. Ciri-ciri Teknikal

teknologi penglihatan 2.5D menambah satu lapis maklumat lagi pada 2D: ketinggian objek. Ia bukan model 3D sepenuhnya tetapi menggunakan laser atau kamera kedalaman untuk menanda ketinggian pada setiap titik dalam imej satah. Kaedah biasa termasuk:

Pengukuran kontur: Imbas permukaan objek dengan laser untuk mengukur perubahan ketinggian.

Peta kedalaman: Gunakan kamera khas untuk menjana imej dengan maklumat ketinggian.

Secara ringkas, 2.5D adalah seperti menambah "tag ketinggian" pada foto satah tetapi hanya boleh dilihat dari satu sudut.

2. Senario yang berkenaan

2.5D sesuai untuk situasi yang memerlukan ketinggian objek tetapi bukan bentuk 3D sepenuhnya, seperti:

Memeriksa sama ada ketinggian komponen pada papan litar adalah normal.

Mengukur sama ada permukaan objek adalah rata atau mempunyai bintil.

Membantu robot menilai ketinggian halangan semasa pelayaran.

3. Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan: Mempunyai maklumat ketinggian yang lebih berbanding 2D tetapi lebih murah dan mudah berbanding 3D; prestasi harga yang baik.

Kekurangan: Hanya boleh dilihat dari satu sudut; tidak boleh mengendalikan struktur 3D kompleks atau halangan permukaan berganda.

III. Teknologi Penglihatan 3D: Stereo Penuh, Kaya Maklumat

1. Ciri-ciri Teknikal

teknologi penglihatan 3D boleh memaparkan sepenuhnya bentuk 3D dan kedudukan ruang objek, seperti melukis gambar panorama objek tersebut. Kaedah pelaksanaan merangkumi:

Penglihatan stereo: Gunakan kamera berbilang untuk mengambil gambar dari sudut berbeza dan mengira kedalaman.

Pengimbasan laser: Imbas permukaan objek dengan laser untuk merekodkan bentuknya.

Cahaya berstruktur: Projekkan corak cahaya ke atas objek dan bina semula bentuk 3D berdasarkan perubahan bentuk.

Masa Kelajuan (ToF): Ukur masa pancaran dan pulangan cahaya untuk mengira jarak.

pembinaan semula 3D: Gunakan pelbagai gambar atau data titik awan untuk menyusun model 3D.

2. Senario Yang Berkaitan

teknologi 3D sesuai untuk tugas-tugas yang memerlukan maklumat 3D yang tepat, seperti:

Membimbing robot untuk memegang objek tidak sekata.

Memeriksa sama ada bahagian kompleks dipasang dengan betul.

Mengukur isi padu bungkusan dalam logistik untuk mengoptimumkan ruang.

Membina peta stereo persekitaran dalam memandu secara autonomi.

3. Kelebihan dan Kekangan

Kelebihan: Membekalkan maklumat ruang yang lengkap; mengendalikan senario kompleks dan keperluan ketepatan tinggi.

Kekangan: Peralatan yang kompleks, kos tinggi, kelajuan pemprosesan perlahan, memerlukan lebih banyak sumber komputasi.

IV. Perbandingan 2D, 2.5D dan 3D: Jelas Sekilas Pandang

1. Perbandingan Ciri Teknikal

2. Masalah Diselesaikan

penglihatan 2D: Cemerlang dalam tugas satah, contohnya, membaca kod bar, memeriksa warna/teks.

penglihatan 2.5D: Menyelesaikan masalah berkaitan ketinggian yang mudah, contohnya, pemeriksaan kecacatan permukaan atau ketinggian komponen.

penglihatan 3D: Sesuai untuk tugas 3D yang kompleks, contohnya, mengenal pasti objek tidak sekata atau menganalisis hubungan ruang.

3. Contoh Aplikasi Praktikal

(1) Pengeluaran automotif:

2D: Memeriksa cat badan kereta dan tandaan bahagian

2.5D: Mengukur rata permukaan badan kereta

3D: Memandu robot kimpalan atau pengendalian bahagian

(2) Industri elektronik:

2D: Periksa pematerian permukaan papan litar

2.5D: Kesannya ketinggian komponen

3D: Pengesahan pemasangan komponen kompleks

(3) Logistik:

2D: Imbas label pembungkusan

2.5D: Ukur ketinggian pembungkusan

3D: Kira isipadu pembungkusan, optimalkan penyimpanan

V. Trend Teknologi: Penyatuan dan Pembangunan

Teknologi penglihatan mesin semasa berkembang dengan pesat. 2D, 2.5D dan 3D kini semakin rapat:

Pengenalan 2.5D: Kamera dalam semakin murah, pilihan praktikal untuk banyak tugas.

Pemberdayaan AI: Menggunakan AI untuk menganalisis imej dan data 3D bagi menghasilkan keputusan yang lebih tepat.

Fusi teknologi: Beberapa sistem bertukar secara fleksibel antara tiga teknologi berdasarkan tugas untuk meningkatkan kecekapan.

VI. Kesimpulan: Memilih Teknologi Yang Tepat Adalah Kunci

teknologi penglihatan 2D, 2.5D, dan 3D masing-masing mempunyai kekuatan tersendiri:

2D: Ringkas dan pantas, sesuai untuk tugas permukaan

2.5D: Menambah maklumat ketinggian, sesuai untuk keperluan sederhana

3D: Fungsi yang berkuasa, sesuai untuk tugas 3D yang kompleks