工業(yè)內(nèi)窺鏡的產(chǎn)生給人們的工作帶來了很大的便利。隨著科技的不斷進步,人們對內(nèi)窺鏡的要求,不僅要看清楚,還需要測量。如果在較遠的地方,可以實現(xiàn)測量工作嗎?測量是否可以實現(xiàn)立體測量呢?
今天我們就來一一解答!
奧林巴斯IPLEX NX工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡具有超大尺寸立體測量功能,意味著其具有更大的景深(DOF)和視場(FOV),因此能夠在很遠的地方對缺陷進行測量。此前型號的測量范圍為5毫米到30毫米,但采用超寬立體技術之后,能夠測量的范圍為5毫米到60毫米。這些改進的效果就是讓您的測量范圍比以前高出4倍。
超大尺寸立體技術不但能夠有助于測量更大的缺陷,還可以為用戶帶來另一個重要優(yōu)勢,那就是速度。該技術用就能夠在極短的時間內(nèi)確定工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡實現(xiàn)可靠測量的位置。由于IPLEX NX工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡能夠在比傳統(tǒng)的競爭對手的測量距離大約兩倍遠的位置進行缺陷測量,檢測者花費在測量上的時間就會更短。
克服測量精度方面的難題
立體測量依賴于兩個關鍵因素的選擇 —一個由使用者對于立體測量圖像的選擇,另一個由工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡測量系統(tǒng)對于立體測量圖像的選擇。例如,如果我在距離你50毫米的位置拿著一段繩子,你估測其長度的精度或可達到12毫米到16毫米。如果我拿著一段繩子距離你1300毫米遠,那么你估算其長度的精度可能達到25毫米到50毫米。同樣的原理適用于任何目視測量系統(tǒng)。
有兩種方法可以彌補這一固有的距離問題。
種方法是使用1對1匹配。雖然我們在制造極其精密的光學透鏡方面深感自豪,但我們?nèi)稳粺o法保證能做出的透鏡系統(tǒng)。立體測量光學適配器會發(fā)生各式各樣的變化。這就是為什么要對立體測量光學適配器與其所配用的工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡進行數(shù)據(jù)校準的原因所在。校準可以找到偏差,并將偏差納入測量算法,從而提高測量精度。
第二種補償方法是提高插入管抓取更佳匹配點的能力。工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡測量技術現(xiàn)在已經(jīng)非常先進,因而匹配點精度不再受限于像素大小。像素大小如此之小,以至于很容易受諸如“愛里斑”和“衍射圖樣”等量子力學效應的影響,我們需要在查看和抓取立體測量點,做更多地工作。如果工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡上面的插入管CCD的像素較小,而且CCD上的圖像不夠銳利,那你所選取的點可能跨越了多個像素。因為像素尺寸小到驚人的程度,我們又正在處于后像素計數(shù)時代,光學透鏡系統(tǒng)生產(chǎn)工藝質(zhì)量的好壞程度,直接影響到測量的度。
3D測量的新的里程碑
3D測量主要有以下幾種技術,雙目3D測量,相位3D測量以及新技術的3D激光陣列掃描測量。它們各自有不同的優(yōu)缺點。
(1)雙目3D測量
歷史比較悠久,目前也是之前大多數(shù)客戶主流選擇的一種測量方式。該測量技術穩(wěn)定性比較高,能通過比較簡單的測量方法能對相應的缺陷進行測量。特別是該技術能對深度缺陷進行測量,開創(chuàng)了當時測量技術的新篇章。比如奧林巴斯在傳統(tǒng)的雙目測量技術上,加入了實用的實時物距功能,能讓檢測工程師在測量過程中實時檢測測量環(huán)節(jié)中十分重要的測量物距;能讓測量數(shù)據(jù)的度和穩(wěn)定性大大提高,讓測量功能成為一個非常實用的功能。
雙目3D測量(實時物距功能)
(2)3D相位測量
利用結構光投射技術能對測量物體的表面進行相關的掃描技術,大的優(yōu)點是能對相關的測量表面進行3D重構,讓被測物體能更形象的展現(xiàn)在被檢測者眼前,以及稍大的測量視野也是技術上提升。但該技術由于采用了比較簡單的結構光投射技術,需要讓探頭進行靜止,往往需要靜止2-3秒,復雜的被測物體可能需要更長的時間才能進行相應的3D表面重構,對相對復雜的測量環(huán)境并不適合。由于結構光投射模塊裝載在光學鏡頭的前端,在一些工業(yè)應用場景下,往往產(chǎn)品的耐用性是一個非常大的考驗。由于結構光投射模塊設計非常精密,含有多組發(fā)光源,往往一組發(fā)光源損壞,就能導致整個3D相位測量鏡頭的損壞,維修費用相對非常昂貴。
(3)激光3D測量——3D測量新的里程碑
在經(jīng)歷了雙目3D測量和3D相位測量的技術發(fā)展歷程后,又有一項新的3D測量技術推出市場——3D激光測量技術,該技術主要利用激光能量較大,相對于傳統(tǒng)3D測量技術使用的LED光源,穿透性更強,配合HD級別的CDD成像體和專門針對激光3D測量的光學系統(tǒng),運算系統(tǒng),能對被測物體表面能進行更加快速全面地陣列掃描,終能實現(xiàn)被檢測物體的3D重構,進行比如長度、深度、面積、周長等測量方式。更加配置五點實時表面掃描技術,能對被檢測物的表面信息更快速的進行分析和反饋,從而得到了更準確的測量數(shù)據(jù)。*的3D斷層掃描還原技術能夠?qū)Ρ粰z測物的3D重構進行更深層次的剖析,方便檢測工程師進行更快速的分析。
3D激光測量之前,雙目3D測量運用小角度視野。目前新型號的3D激光測量要比雙目3D測量鏡頭視野增大了1.5倍,測量的距離增加了2倍左右,能實現(xiàn)長距離測量。3D激光測量利用了激光的激發(fā)能量比較大,并配合了的光學系統(tǒng),能對缺陷進行更快速的3D重構測量,測量時間僅為0.5秒左右,大大提升了測量的穩(wěn)定性,適合于各種應用工業(yè)場景的使用。3D激光測量系統(tǒng)利用激光的穿透性較強的特點,及特殊的光纖傳導技術,采用了光源后置技術。整個光源設計在了主機內(nèi)部,從而避免了測量激發(fā)模塊裝載在光學適配器的前端,大大提高了光學測量系統(tǒng)的耐用性,從而避免了因測量激發(fā)模塊損壞導致的昂貴維修。激光3D測量系統(tǒng)也能兼容傳統(tǒng)的雙目3D測量鏡頭,這樣可以讓客戶有更多的方案選擇。
激光3D測量技術-ColorMapping功能
五點實時表面掃描技術
更快速的選點
總結
憑借超大尺寸的立體測量功能和的分辨率,現(xiàn)在已經(jīng)可以使用工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡從更遠處進行更高精度的測量,以及實現(xiàn)更的功能,3D重構測量。有助于檢測者極大的節(jié)約時間,降低成本。
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