2020年6月27日 机器视觉与计算机视觉技术

3D热成像技术

Fraunhofer IOF使用LWIR热像仪扩展了其高速3D相机系统。他们的数据被映射到使用黑白摄像机重建的3D点,从而获得1kHz空间热图像。


图片1 |安全气囊展开的3D热成像图像。 3D热成像系统使用两个高速黑白摄像机和一个非常快的热成像摄像机。专有的GOBO系统为场景照明(图片:弗劳恩霍夫研究所IOF)

在弗劳恩霍夫应用光学与精密工程学院IOF,用于高速3D图像的相机系统已经开发了大约五年。经典系统是其中两个来自Photron的Fastcam SA-X2摄像机以百万像素记录高达12,500 fps的系统。在较低的分辨率下,甚至可以有更高的帧速率。这些系统中的专有技术主要是主动照明,它可以将3D坐标明确分配给像素。为此,耶拿(Jena)研究人员在物体上投射了一系列条纹图案,类似于传统的正弦曲线图案,但是其条纹宽度不定期地变化。这种图案的高速投影的技术实现思想是受到舞台技术的启发的:在那里,由玻璃或金属制成的耐热掩模在聚光灯前旋转,以变化的图像和效果照亮舞台。 GOBO原理(光学先行者)用于3D摄像机系统中的稳健照明。镀有铬条纹的玻璃罩在照明单元中旋转,并提供明亮的条纹图案。该原理已针对高速3D拍摄进行了优化,例如,用于汽车行业的碰撞测试。甚至可以使用该方法从三维角度测量安全气囊的展开。为了研究爆炸性膨胀是否会导致可能危害乘车人的高温,将3D传感器进一步发展为3D热成像传感器。

为了创建3D热图像,已将快速LWIR热像仪添加到已建立的设置中。 Flir的X6900sc SLS具有应变层超晶格检测器。这样可以在640×512点的分辨率下实现高达1kHz的帧速率。在-20至100°C的温度范围内(对于研究很有趣),精度为1°C。摄像机在7.5至12μm的光谱范围内运行,并且对GOBO照明的辐射不敏感。在测量期间,所有三个摄像机同时拍摄照片,从而单色摄像机的帧速率是LWIR帧速率的倍数。随后,从黑白摄像机的十幅图像中计算出3D图像。将热成像图像叠加在重建的3D数据上,并使用双线性插值方法将温度值分配给空间坐标。对于系统的几何校准,使用了一块专用板,该板在可见光和LWIR范围内均可检测到。图1显示了安全气囊展开期间的温度变化。该系统从3m的距离记录了大约半秒钟的过程。横向空间分辨率对应于2mm(0.2Mpx),像场为1m²。当3D帧率为5kHz时,LWIR摄像机记录为1,000fps。在测量期结束时,安全气囊已局部加热至60°C。根据纯3D数据,还可以计算空间分辨速度。图2显示了安全气囊在最初20ms内如何以超过50m / s的速度展开。总体而言,快速热成像和高速3D测量相结合可提供比传统2D热成像更多的信息。因此,新相机技术的应用是多种多样的。该传感器适用于例如研究机械变形,车辆碰撞测试或引爆装置爆炸等场合。

Banner
Related Posts

机器视觉应用的柔性开发

2019年9月12日

2019年9月12日

本文使用IBV软件MERLIC的例子,概述了图像处理的当前要求,并展示了如何在不编程的情况下创建应用程序。

反光物体机器人机器视觉解决方案

2019年4月9日

2019年4月9日

SwRI和ROS-Industrial integrated intelligent parts reconstruction在ROS2框架内,用于提高工业机器人的三维图像感知能力,用于路径规划和路径点密集操作,如零件打磨。

深度学习在机器视觉中的应用与发展

2019年5月7日

2019年5月7日

在短短几年内,深度学习软件已经比任何传统算法可以更好地对图像进行分类处理,而且可能很快就可以超越人工检查。

3D视觉系统技术方案详解

2019年4月21日

2019年4月21日

近年来,随着芯片技术的发展以及相关软硬件系统的深入,视觉传感器得到了极为广泛的应用。社会越来越智能,可以使用人工智能和大数据技术将人们记录下来的图像智能地利用起来,而不是用一个个柜子将图像、视频束之高阁。

用于目标识别的自学习机器视觉系统

2019年7月8日

2019年7月8日

机器视觉是工业4.0,即工业物联网背景下高度自动化和无缝联网过程的关键技术。使用诸如深度学习之类的新的人工智能过程变得越来越重要。许多好处使这项技术具有吸引力,但同时它也有局限性。

3D视觉检测的未来:光度立体技术

2019年6月12日

2019年6月12日

利用3D表面定向,特别是它对反射光的影响,工业应用的光度立体产生对比度图像,突出了局部3D表面变化。

莫尔法成像方法可增强机器视觉中的3D图像

2019年8月1日

2019年8月1日

我们通常认为,使用正确的照明是机器视觉应用成败的关键。低角度照明可能会带来表面纹理或有用的阴影,背光提供干净的部分轮廓,偏振滤光片可以减少不必要的眩光。这些众所周知且广泛使用的工具已经存在了几十年。

机器视觉可以使用无线电波来穿透墙壁和黑暗

2019年10月10日

2019年10月10日

机器视觉有很强的识别能力。它具有超人的能力来识别人、脸和物体。它甚至可以识别许多不同的行为。

自动印刷代码检查解决方案

2019年4月17日

2019年4月17日

AutoCoding Systems将在米尔顿凯恩斯即将举行的UKIVA机器视觉会议上展示他们最新的视觉创新成果。由SICK AppSpace提供支持的4Sight解决方案是自动打印检测领域真正的行业突破。

表面缺陷检测系统方案实施的七个步骤

2019年5月24日

2019年5月24日

表面缺陷检测系统主要以相机成像和图像处理技术为主,配置合适的相机和光源可以使被检测物体凸显表面缺陷或特征,使其检测系统能够实时、准确的对物体表面缺陷进行检测。

基于相机和激光传感器的车顶视觉检测系统

2019年4月24日

2019年4月24日

像多单元高速列车这样的现代轨道车辆需要定期进行检查维护,以确保最车辆的安全稳定运行,增加使用寿命并最大限度地减少列车的磨损

为双目立体视觉插上FPGA翅膀

2019年10月10日

2019年10月10日

FPGA具有灵活高效、可重复编程特性,可实现定制性能、高吞吐量和低延迟,是十分灵活且强大的计算加速器。所以,很多研究机构将算法进行简化后,使用FPGA进行处理。

CCD成像在光源和色彩检测中的优势和应用

2019年7月25日

2019年7月25日

人类视觉感知是任何旨在被人类观看的照明或显示产品质量的最终标准。从平板电视到智能手机,灯泡到交通信号,VR球场的jumbotrons体育场,您的车内GPS到喷气式飞机的驾驶舱仪表,人类用户感知的以及他们注意到的任何缺陷都是决定性因素设备质量。人类对亮度和颜色的感知为操作和安全公差设定了基准。

基于机器视觉的监测系统​

2019年11月3日

2019年11月3日

本研究基于机器视觉技术,结合Python语言,openCV库等,编写出了一套高精度,高稳定性的位移监测算法,以Nvidia Jetson开发板为载体,结合单片机,红外传感器等,设计制造了一套具有形变监测与预警功能的系统。

工业机器视觉应用有必要使用边缘计算吗?

2019年12月17日

2019年12月17日

伴随着机器视觉技术的快速发展,在提高制造商产品质量水平的同时加快生产效率,可以说拥有巨大的潜力。这项技术的影响范围也在不断地扩大,各种新的应用注定会在我们的日常生活中发挥更大的作用。

Comments
发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注