3D Sensor | Stereo Vision, Time of Flight, Lasertriangulation
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Im Zusammenspiel von Lidar, Lasertriangulation und Time-of-Flight-Technologien entfalten 3D-Sensoren ihr volles Potenzial, um räumliche Daten präzise zu erfassen. In unserem Artikel beleuchten wir 3D Sensor Neuentwicklungen und die dynamischen Anwendungen dieser hochmodernen Sensoren. Erfahren Sie, wie diese Neuentwicklungen die Landschaft der 3D-Erfassung transformieren.
Inhalt
- Smartrunner überprüft Position in Batterieproduktion
- 3D Vision Sensor für höhere Präzision und Vielfalt
- Kompakte 3D-Sensorik mit optimierter Lasertriangulation
- Profilsensor mit optimaler Sichtbarkeit im 3D-Lichtschnitt
- Abstandssensor mit schneller Time-of-flight Messmethode
- Lichtschnittsensoren messen Kanten, Höhen und Rundungen
- Intuitive 3D-Inspektion mit konfigurierbaren 3D-Vision-Sensor
Smartrunner überprüft Position in Batterieproduktion
07.06.2022 | Aus den verbundenen Folienschichten entstehen Zellen, die zu fertigen Batteriepacks zusammengefügt werden. Bei der Herstellung kommt es darauf an, dass alle benötigten Batteriezellen tatsächlich vorhanden sind und sich an der richtigen Position im vorgegebenen Raster befinden. Zur Überprüfung erstellt der Vision Sensor Smartrunner Explorer 3D von Pepperl+Fuchs ein präzises 3D Punktwolkenbild.
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Vision Sensor 3D für höhere Präzision und Vielfalt
11.01.2022 | Der Vision Sensor Smartrunner von Pepperl+Fuchs wird vielfältiger. Während bisherige Vision Sensoren in der Regel für einzelne, spezifische Aufgaben konstruiert waren, eignet sich die neue Produktfamilie Smartrunner 3D Explorer für vielfältige Einsatzfälle, die hohe Präzision erfordern. Die beiden Vision-Sensoren Varianten Stereo Vision und Time of Flight (ToF) basieren auf ein und derselben Plattform.
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Kompakte 3D-Sensorik mit optimierter Lasertriangulation
21.02.2019 | AT – Automation Technology präsentiert mit der hinsichtlich Lasertriangulation optimierten MCS-Serie modulare Hochgeschwindigkeits-3D-Kompaktsensoren eine Weltneuheit. Anwender können damit die für ihre Applikationen benötigte Lösungen selbst konfigurieren.
Sie geben die gewünschten Leistungsdaten wie Scan-Breite (x-FOV), Abstand, Position, Punkte pro Profil und Scan-Geschwindigkeit an und erhalten einen perfekt zugeschnittenen, aus entsprechenden Modulen zusammengesetzten 3D-Sensor.
Die MCS-Serie ergänzt die C5-CS-Serie von vorkonfigurierten Hochgeschwindigkeits-3D-Kompaktsensoren. Die Sensoren beider Serien vereinen High-End-3D-Technologie und modernste Laser Elektronik in einem kompakten Gehäuse der Schutzklasse IP67, das einen Einsatz selbst in rauesten industriellen Umfeldern erlaubt.
Dank des optimierten Triangulation Setups liefern sie hochgenaue Messergebnisse, auch für weit entfernte Bereiche der Prüfoberfläche, da Detektor und Optik nach dem Scheimpflug-Prinzip angeordnet sind. Die Sensoren sind werkskalibriert und mit GigE Vision über 5-bis-24-Volt-Digitaleingänge und -ausgänge bis zur RS422-Encoder-Schnittstelle ausgestattet.
Maßgeschneiderte Lösungen für die Lasertriangulation
Alle Konfigurationen lassen sich auch mit Dual-Head-Sensor, also zwei Modulen, umsetzen. Das ermöglicht eine noch höhere Qualität der Messung durch okklusionsfreie 3D-Bilder ebenso wie die Kombination von Sensormodulen mit unterschiedlichen Leistungsdaten, die parallel verschiedene Messaufgaben erledigen. Damit sind unkomplizierte maßgeschneiderte Lösungen auch für alle Lasertriangulation Anwendungen verfügbar, in denen mehrere Eigenschaften von Komponenten untersucht werden, zum Beispiel Geometrie und Oberflächen Beschaffenheit vom Holz Objekt.
Die aktuellen Sensormodule der MCS-Serie mit optimierter Lasertraingulation unterstützen eine Ausgabe von bis zu 2048 Punkten pro Profil und erreichen eine Profilgeschwindigkeit von bis zu 200 kHz. Sie verfügen über eine Scan Distanz (x-FOV) von 130 bis 1200 mm und einen z-Range von 100 bis 800 mm sowie einen Triangulation winkel von 15 bis 45°. Die Auflösung x beträgt je nach Konfiguration zwischen 80 und 580 µm und die Auflösung z zwischen 2 und 22 µm. Der Laser ist in Rot oder Blau verfügbar.
Profilsensor mit optimaler Sichtbarkeit im 3D-Lichtschnitt
01.02.2019 | Die von Vision Components entwickelte „Ambient Light Suppression“-Technology ermöglicht Messungen mit Laserprofilsensoren bei Umgebungslichtstärken von bis zu 100.000 Lux. Das Verfahren kommt erstmals bei den intelligenten Profilsensoren der Baureihe „VC Nano3D-Z“ zum Einsatz, die damit beste Ergebnisse im Marktvergleich erbringen.
Die hohe Fremdlichtunempfindlichkeit resultiert aus einem extrem starken Laser, kombiniert mit sehr kurzen Verschlussraten. Der blaue Laser hat eine Wellenlänge von 450 nm und ist in Klasse 2 eingestuft. Die neuen Lichtschnittsensoren eignen sich für verschiedenste Anwendungen und besonders gut für metallische Oberflächen.
Dank „Zynq-Soc“ von Xilinx können die Embedded-Vision-Systeme neben der 3D-Profilberechnung für zusätzliche Aufgaben konfiguriert werden. Dazu wurde das im Soc-Modul integrierte FPGA für die Berechnung der 3D-Punktewolke programmiert. Der leistungsstarke ARM-Prozessor mit 2 x 866 MHz lässt sich daher je nach Bedarf flexibel für anwendungsspezifische Bildverarbeitungsaufgaben programmieren.
Dank Zynq-Soc von Xilinx können die Embedded-Vision-Systeme neben der 3D-Profilberechnung für zusätzliche Aufgaben konfiguriert werden. Dazu wurde das im Soc-Modul integrierte FPGA für die Berechnung der 3D-Punktewolke programmiert. Der leistungsstarke ARM-Prozessor mit 2 x 866 MHz lässt sich daher je nach Bedarf flexibel für anwendungsspezifische Bildverarbeitungsaufgaben programmieren.
Abstandssensor mit schneller Time-of-flight Messmethode
27.09.2018 | Das Radar der Flugsicherung oder das Lidar in der Meteorologie – beide Verfahren basieren auf dem gleichen Prinzip: Ein Signal wird abgestrahlt und von dem zu messenden Gegenstand reflektiert. Diese so genannten Time-of-flight-Methode ist auch die Grundlage für den neuen Abstandssensor der Serie PMD OGD von IFM Electronic.
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Lichtschnittsensoren messen Kanten, Höhen und Rundungen
07.02.2017 | Mit seinen kompakten, kalibrierten 3D Lichtschnittsensoren "Poscon" bietet Baumer ein einzigartiges Lösungsportfolio für die effiziente Vermessung von Objektgeometrien. Die Sensoren im Lichtschnittverfahren schließen die Lücke zwischen taktilen Sensorlösungen und aufwändiger 3D-Messtechnik.
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Intuitive 3D-Inspektion mit konfigurierbaren 3D-Vision-Sensor
08.12.2015 | Sick präsentiert mit dem „Trispector 1000“ erstmalig einen 3D-Vision-Sensor, der standalone und ohne Programmierung Inspektionsaufgaben durch einfache Konfiguration löst. Damit wird die Idee der 2D-Vision-Sensoren wie des Inspectors einfach in die 3D-Welt übertragen. Anwendungen finden sich in der Qualitätskontrolle der Konsumgüter- und Verpackungsindustrie.
Hier zählt und positioniert die Sensorik die Objekte, misst deren Volumen und Dicke. Auch für die Volumenmessung in der Lebensmittelindustrie sowie zur Überprüfung der Integrität von Behältern einschließlich der Überprüfung des Inhalts, der Vollständigkeit und der Leere sind Einsatzfälle.
Der Trispector 1000 erstellt 3D-Bilder von bewegten Objekten beispielsweise direkt in der Fertigungslinie. Mithilfe der Lasertriangulation erfasst er Höhenprofile, um ein 3D-Bild des Objekts zu erstellen. Ein konfigurierbarer Objektfinder und Analysetools werden direkt im Sensor auf das 3D-Bild angewendet. Die Auswertung erfolgt über einfache Schaltausgänge oder Ethernet-Netzwerk an das übergeordnete Steuersystem. Für unterschiedliche Applikationen steht der Trispector 1000 mit drei verschiedenen Sichtfeldern zur Verfügung.
Intensitätsdaten verbessern die 3D-Navigation und ermöglichen die Überprüfung, ob ein Etikett oder ein gedrucktes Muster anwesend ist oder das Objekt gedreht ist. Dank seiner intuitiven Benutzerschnittstelle lässt sich der Trispector 1000 einfach in Betrieb nehmen und bedienen. Selbst ein schneller Gerätetausch ist mit dem großen Sichtfeld und der Wiederverwendung gespeicherter Einstellungen problemlos möglich. Das robuste IP67-Metallgehäuse mit Kunststofffenstern sorgt für den notwendigen Schutz des Sensors – auch vor den rauen Bedingungen in der Lebensmittelindustrie.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Automation Technology, Baumer, IFM Electronic, Pepperl+Fuchs, Sick, Vision Components.
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Angela Struck ist Chefredakteurin des developmentscouts und freie Journalistin sowie Geschäftsführerin der Presse Service Büro GbR in Ried.