Depth From Focus 3D с помощью жидкой линзы
Построение 3Д модели обычно требует нескольких устройств (стереозрение, лазер+камера и т.д.). Однако с помощью жидкой линзы можно получать цветные трехмерные снимки с одной лишь камеры в режиме реального времени благодаря алгоритму Depth From Focus.
В данном алгоритме камера делает десятки снимков с изменением фокусировки объектива. Далее снимки обрабатываются в ПО, которое вырезает объекты в фокусе из каждого кадра и склеивает из них слой за слоем. Благодаря скоростной камере и быстрой работе жидкой линзы весь процесс съемки кадров занимает менее секунды.
Depth From Focus
Как работает метод depth from focus:
-
Используются скоростные камеры машинного зрения с выходом для управления жидкой линзой + управляемый объектив с жидкой линзой. Один из таких комплектов это камеры Baumer LX серии с линзой Corning Varioptic
-
Производится цикличная съемка около 20 кадров, между которыми камера меняет ток на жидкой линзе, тем самым дискретно изменяется фокусировка объектива.
-
Полученная серия кадров захватывается ПО машинного зрения, в котором есть алгоритм depth from focus, например MVTec Halcon.
-
Снимки обрабатываются, строится карта высот по объектам, находящимся в фокусе. Накладывается текстура поверх 3D.
-
В дальнейшем вы сможете обработать данный 3D снимок, определить высоту и объем находящихся на нем деталей, применить OCR как к текстуре, так и к 3D.
Решаемые задачи
Данный метод один из самых быстрых, позволяющих получить цветное 3D изображение. Его часто применяют в микроэлектроники, автомобильной промышленности.
-
Контроль нанесения паяльной макси
-
Контроль качества пайки SMD компонентов
-
Проверка сборки печатной платы
-
Проверка ручной сборки ответственных узлов (колодка предохранителей, КПП и т.д.)
-
Определение расположения деталей в пространстве
Минус данного метода в трудности его калибровки для проведения измерений. Ввиду этого он применяется в тех задачах, где можно использовать относительное 3D, позволяющее понять есть ли нужные детали в должном месте, или они смещены, выпирают или глубоко посажены.
Пример грубого цветного 3D из 12 кадров (12 слоев глубины) :
Пример более точного 3D из 40 слоев для контроля пайки SMD резистора:
