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IDS Ensenso 3D 立體視覺相機


相機外型配置

Ensenso
相機命名方式

相機型號
Nxx - X or XX XX -XX -XX

描述
相機系列 鏡頭焦距 收斂角 鏡頭光圈值 光源照明波長

說明 鏡頭焦距長短
影響取像視景大小
攝影機傾斜角度影響兩相機聚焦距離光圈值大小影響
光靈敏度及景深
光源照明

對應規格 N10
N20
N30
N35
3 : 3.6mm
4 : 4.2mm
6 : 6.0mm
8 : 8.0mm
12 : 12.0mm
16 : 16.0mm
02 : 2°
04 : 4°
06 : 6°
08 : 8°
10 : 10°
16 : F=1.6
18 : F=1.8
BL : 藍色可見光465nm
IR :
紅外線光850nm

相機系列

N10 - 隨插即用USB 2 供電及通訊3D立體視覺相機,並附有大功率IR LED投影模式打光
N20 - PoE Gige 3D立體視覺相機,大功率(BL、IR) LED 投影模式打光
N30 - 最新3D PoE Gige立體視覺相機,大功率(BL、IR) LED 投影模式打光,並符合IP65、IP67防水防塵等級
N35 - N30同時推出的3D立體視覺相機,N35多了最新FlexView技術


鏡頭焦距

鏡頭焦距長短會影響工作距離 (工作距離即是鏡頭下緣至取像物中間的距離)
相同視野範圍
鏡頭焦距短工作距離短
鏡頭焦距長工作距離長
Ensenso

相機系列鏡頭焦距範圍
N10 : 3.6mm ~ 16mm
N20 : 6mm ~ 16mm
N30 : 6mm ~ 16mm
N35 : 6mm ~ 16mm
                   鏡頭焦距短                    鏡頭焦距長

收斂角

兩支相機傾斜角度
在某個工作距離使兩支相機影像重疊
較小收斂角的兩支相機工作距離就會愈長重疊
較大收斂角的兩支相機工作距離就會愈短重疊
Ensenso Ensenso
  收斂角小            收斂角大


原理

IDS Ensenso 3D 立體視覺相機是模仿人類雙眼的立體視覺運作原理.

每個型號都有左右兩個內建
CMOS傳感器及一個投影器,左右兩台相機在不同位置取像同一個物體及場景,在兩台相機位置及角度差異(相機的相對位置),特殊的演算法,將兩台相機的取像影像作匹配,尋找出影像中的對應接點,並在視差圖(Disparity Map)中將所有的位移點顯示出來.兩台相機之間的距離及相機視角再加上鏡頭的焦距,Ensenso軟體使用三角測量原理,以長度為單位轉換這些差距所有作為3D影像的像素位置都可以被確定。我們稱為3D點雲圖,也是往後的3D物體訊息應用的基礎應用

精巧堅固鋁製外罩配有可緊鎖
GPIO連接口,提供工業用觸發器及閃光燈設置。相機經過出廠校正並且附有MVTec HALCON0介面以及物件導向API(C++ C#/ .NET).

在圖像比對匹配過程是透過傳感器的像素對比以及亮度梯度,影像品質會受到場景光源品質以及物體表面材質影響,缺少表面紋理或是反光的物體表面,尋找以及計算出協調的對應點相當困難。如果無法準確的確定差距,會造成不完整的圖像深度數據。Ensenso相機透過使用額外技術來達到獲取更好的深度數據,以及更精準的量測結果來強化傳統的立體視覺原理。藉此立體視覺可以被更廣泛應用。

Ensenso
較少的紋理或反射表面導致不完整的深度信息


Pattern Projector(圖案投影)

高能量的投影器即使在不良的採光條件下也能透過使用掩模版將紋理投影在物體表面上增加高對比的紋理。投影的圖案光可以補強微弱的物體表面紋理或是沒有紋理表面上投射紋理。

因此這個原理也被稱為"紋理投影立體視覺"。可以得到更詳細的視差圖以及更完整更均勻場景深度數據.

Ensenso
紋理投影可以幫助建立杯子表面跟完整均衡的深度信息


FlexView

FlexView 在靜態場景條件下加強視差圖細節。Pattern mask(掩模版)在投影射線中位置可以通過使用piezoelectric actuator(電壓制動器)的機械系統轉換成步進移動,形成物體的紋理變化。獲取複數具有不同紋理的相同場景影像可以產生更多的圖像點。加強分辨率,匹配演算法用所有取像圖像來計算從而獲得增強的視差圖。連續紋理位移可以在具有光澤,灰暗以及反光的表面上生產額外的結構紋理,進而加強分辨率(精度)以及獲得更多的數據信息。更高的分辨率以及低噪音可以加強多數的處裡演算法。FlexView 降低了後處理點雲圖的步驟以及更進一步的3D影像處理時間。


特點Ensenso
增加2Z軸分辨率
增加2有效XY軸分辨率
在較困難取像物有較多的表面資訊
取像影像資訊的時間增加
取像影像時間約45ms × 影像對數
增加處理成3D的時間
□ 3個影像對已經有80%效果

原理
取像3D立體影像(取像方式需為靜態取像)

取像影像對轉換投影光模式取像影像對轉換投影光模式...(此步驟可自行設定2~8)
逐個將2~8個有投影立體3D影像對處理成一個3D點雲圖

取像範例
N20 / N30 單次取像 N35 使用FlexView 8影像對
Ensenso Ensenso

更詳細的影像細節
傾斜表面更完整的
3D影像數據
更精確的取像物外型輪廓
有較明顯降低影像雜訊

3D相機選擇

應用投影光需求藍光紅外線光Ensenso
評估需求視野範圍景深工作距離
視野範圍:右圖a、b
景深:右圖c
工作距離:右圖d
將以上需求選出適用的3D相機系列型號

實際應用

3D相機將取像物3D座標資訊傳遞給運動控制作取放應用
Ensenso Ensenso
缺陷檢測-部份檢測物在2D中不易被檢測出,但在3D中缺陷特徵就比較明顯
Ensenso Ensenso