Outils Matrox Imaging Library (MIL)

Vision 3D

Il arrive parfois que les techniques de vision 2D classiques ne soient pas en mesure d’effectuer les tâches de localisation, de reconnaissance, d’inspection ou de mesure requises. Ces circonstances vont de l’impossibilité d’obtenir le contraste constant nécessaire à partir d’un éclairage conventionnel à la nécessité de poser un objet avec six degrés de liberté. C’est là que les outils de vision 3D interviennent, seuls ou en combinaison avec des outils de vision 2D, pour effectuer le travail.

MIL X dispose d’un riche ensemble d’outils pour effectuer le traitement et l’analyse 3D. Ces outils travaillent sur les données 3D produites par les capteurs de profil et d’instantané, ainsi que par les caméras stéréo et à temps de vol (ToF). Consultez la section Interfaçage des caméras pour obtenir une liste des marques qualifiées. Les données 3D prises en charge par MIL X peuvent également provenir d’un fichier de format polygonal Stanford (PLY) ou de stéréolithographie (STL).

Filtrage de nuages de points (maillé)

Outils de traitement 3D

Les outils de traitement 3D de MIL X opèrent sur, et entre, des nuages de points, des cartes de profondeur et/ou des objets élémentaires. Ces derniers peuvent être une boîte, un cylindre, une ligne, un plan ou une sphère. Les opérations sur un nuage de points comprennent le filtrage (débruitage)⁴, la rotation, la mise à l’échelle, la translation, le recadrage/masquage, le rééchantillonnage et le maillage en surfaces; le calcul des vecteurs normaux; la projection sur une carte de profondeur; et l’extraction d’une section transversale. Les opérations sur une carte de profondeur comprennent l’addition, la soustraction/distance et le minimum/maximum ; le remplissage des vides (c’est-à-dire causés par des données non valides ou manquantes), et l’extraction d’un profil. Les opérations supplémentaires sur un nuage de points et une carte de profondeur incluent l’établissement d’une boîte de délimitation, le calcul du centroïde, le comptage du nombre de points et le calcul des distances au point voisin le plus proche.

Une carte de profondeur peut ensuite être analysée à l’aide des outils de vision 2D de MIL X tels que la reconnaissance de formes, sans être affectée par les variations d’illumination ou la texture de la surface, et la Reconnaissance de caractères, lorsque le code alphanumérique à lire dépasse du fond, mais a la même couleur que celui-ci. Un profil ou une section transversale peuvent être analysés à l’aide de la Métrologie.

Reconnaissance des formes sur carte de profondeur

Reconnaissance de caractères sur carte de profondeur

Métrologie sur section transversale

Surface matcher 3D

MIL X comprend un outil pour trouver un modèle de surface - y compris plusieurs occurrences - à des orientations étendues dans un nuage de points. Un modèle surfacique est défini à partir d'un nuage de points obtenu à partir d'une caméra ou d'un capteur 3D, ou à partir d'un fichier CAO (PLY ou STL). Diverses commandes sont fournies pour influencer la précision, la robustesse et la vitesse de la recherche. Les résultats de la recherche incluent le nombre d'occurrences trouvées et pour chaque occurrence, le score, l'erreur, le nombre de points, les coordonnées du centre et la pose estimée.

Surface Matcher

Outil de recherche de formes 3D

MIL X fournit un outil pour localiser des formes spécifiques - cylindres, (hémi)sphères, plans rectangulaires et boîtes - dans un nuage de points. La forme à trouver est spécifiée numériquement ou à partir d'un ou deux objets élémentaires préalablement définis. Plusieurs paramètres sont fournis pour ajuster la précision, la robustesse et la rapidité du processus de recherche. Les résultats incluent le nombre d'occurrences trouvées et pour chaque occurrence, le score, l'erreur, le nombre de points et les coordonnées du centre. Les résultats supplémentaires incluent le rayon pour les sphères et les cylindres, la ou les longueurs pour les cylindres, les plans rectangulaires et les boîtes, l'axe central et les bases des cylindres, le vecteur unitaire normal pour les plans rectangulaires et le nombre de faces visibles pour les boîtes.

Chercheur de cylindre

Chercheur de sphère

Chercheur de plan rectangulaire

Chercheur de boîtes

Analyse de tache 3D

Outil d’analyse de tache 3D

L’outil d’analyse de tache 3D dans MIL X est disponible pour localiser et inspecter les objets dans un nuage de points. Il permet de segmenter un nuage de points en taches, de calculer de nombreuses caractéristiques de taches, de filtrer et de trier les taches par caractéristiques, ainsi que de sélectionner et de combiner des taches. Plusieurs méthodes de segmentation peuvent être sélectionnées : distance entre points, distance entre couleurs ou similarité des vecteurs normaux.

Outils de métrologie 3D

MIL X comprend un ensemble d’outils pour la métrologie 3D. Dans cette boîte à outils, un outil permet d’adapter un nuage de points ou une carte de profondeur à un cylindre, une ligne, un plan ou une sphère. Des outils supplémentaires permettent de calculer diverses distances et statistiques entre les nuages de points, les cartes de profondeur et les objets élémentaires adaptés ou définis par l’utilisateur. Il existe un autre outil permettant de déterminer le volume de diverses manières.

Métrologie 3D

3D alignment for comparative analysis: Model, target, and difference

Alignement 3D pour l’analyse comparative : Modèle, cible et différence

Outil d’enregistrement 3D

Un outil supplémentaire d’enregistrement 3D dans MIL X établit l’alignement précis de deux ou plusieurs nuages de points et les fusionne ensemble, si nécessaire. Cet outil permet d’effectuer des analyses comparatives de haute précision entre un modèle 3D et une cible, de réaliser une reconstruction complète de l’objet à partir de plusieurs numérisations 3D voisines et d’aligner les données de plusieurs caméras ou capteurs 3D.

Outils de profilométrie 3D

MIL X contient également des outils pour la profilométrie 3D en utilisant une source nappe de lumière distincte (c’est-à-dire un laser) et une caméra 2D conventionnelle. Une calculatrice est incluse pour déterminer la caméra, l’objectif et l’alignement nécessaires pour obtenir la résolution et la portée de mesure souhaitées. MIL X fournit des méthodes d'étalonnage simples et des outils associés pour produire un nuage de points ou une carte de profondeur. L’étalonnage effectué dans MIL X peut combiner plusieurs sources d’éclairage diffus et des paires de caméras 2D pour qu’elles fonctionnent comme une seule entité, évitant ainsi le besoin d’un alignement et d’une fusion a posteriori. De telles configurations sont utiles pour limiter l’occlusion, augmenter la densité de balayage et imager le volume entier d’un objet. De plus, MIL X utilise un algorithme unique basé sur des dérivés pour l’extraction du faisceau ou la détection des pics, qui est à la fois plus précis et plus robuste que les algorithmes traditionnels basés sur le centre de gravité.

Profilométrie 3D

Étalonnage 3D (œil dans la main)

Outils d'étalonnage 3D

De plus, MIL X fournit les services d’étalonnage nécessaires pour positionner et orienter une caméra ou un capteur dans l’espace 3D et déterminer les matrices de transformation des coordonnées entre elle/lui et le reste d’une cellule robotique. La caméra ou le capteur peut être soit fixé(e) au-dessus et/ou sur le côté de la cellule robotique (c’est-à-dire un étalonnage œil regarde la scène), soit monté(e) à l’extrémité du bras du robot (c’est-à-dire un étalonnage œil dans la main). L’étalonnage permet de relier ce que voit une caméra ou un capteur, la pose de l’objet établie à l’aide d’autres outils d’analyse MIL X, à un contrôleur de robot pour le guidage.

Plus d'outils