L’attuale stato dell’arte della visione 3D porta ad affermare che si è oramai oltre la fase pionieristica anche per la minore complessità che progettisti e integratori di sistemi devono affrontare, diversamente da quanto avveniva ai primordi di questa tecnologia.
Come noto, in un sistema di visione artificiale 2D una videocamera accumula la luce riflessa da un oggetto sotto forma di pixel con un valore proporzionale alla luce letta poi utilizzati dai tool di visione per elaborazioni finalizzate per esempio all’identificazione di un pezzo o analisi di qualità e integrità. Dato che il valore dei pixel può variare con l’illuminazione e la posizione degli oggetti, per eliminare cause di instabilità sono stati sviluppati sistemi che valutano le geometrie, ottenendo maggiore affidabilità di analisi. Un sistema 3D non effettua una normale ispezione di un’immagine, che viene invece ottenuta mappando un oggetto in coordinate X/Y/Z, da cui una “nuvola di punti”, o “point cloud”, con differenti tecniche. Oggi sono disponibili nuovi processori in grado di sostenere il carico elaborativo per realizzare la nuvola di punti con velocità in linea con i processi manifatturieri, ed è questo l’elemento chiave che sta portando al consolidamento delle differenti tecniche di misura tridimensionali. Queste tematiche sono state oggetto, sotto il profilo sia teorico che pratico, del 3D Technology Day, evento organizzato alla fine del 2013 da Image S. L’azienda, membro della European Machine Vision Association, della Associazione Italiana di Automazione Meccatronica, della European Machine Vision Association e della Automated Imaging Association, opera dal 1994 nel mercato della visione artificiale, proponendosi come punto di riferimento per quanti sviluppano sistemi di visione, ed è stata tra le prime aziende in Italia a proporre soluzioni 3D e a credere in una loro rapida affermazione sul mercato.
Tecnologie e soluzioni
Il 3D Technology Day di Image S è stata l’occasione per una panoramica sullo stato dell’arte della visione 3D, sulle potenzialità e sui futuri scenari che questa tecnologia può aprire, con contributi di spessore da parte sia di esperti che di produttori di sistemi 3D. Particolarmente illuminante la presentazione “3D e machine vision – tecniche di acquisizione immagini tridimensionali”, del Prof. Ettore Stella, del Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Studi sui Sistemi Intelligenti per l’Automazione (ISSIA), cui hanno fatto seguito interventi di primari player di mercato. In sintesi, MVTec Software ha presentato azienda, prodotti e techine 3D implementate, (in particolare il software Halcon che permette di realizzare applicazioni di misura tridimensionale grazie alla gamma completa di strumenti di visione 3D), Image S ha illustrato esempi su Sheet of Light, Automation Technology ha analizzato i principi delle misure con tecnologia CX, Coherent si è concentrata su Structured light laser e sulla scelta del laser più adatto all’applicazione, LMI Technologies ha presentato il nuovo sensore integrato Gocator 3000 per stereocamera, Silicon Software ha mostrato come implementare il 3D in FPGA, e IDS Imaging ha descritto la nuova generazione di stereocamere 3D con luce strutturata.
Un esempio emblematico: telecamera 3D basata sulla stereovisione
Tra le proposte Images S, la telecamera 3D in stereovisione Ensenso N10 di IDS Imaging, basata su “stereovisione con luce strutturata proiettata”. Il sistema prevede due sensori CMOS global shutter e un proiettore di tessiture o pattern, che proietta una matrice di punti casuali sull’oggetto da rilevare. Il vantaggio principale del pattern è che funziona anche in applicazioni con più telecamere ed è ottimale per catturare superfici non strutturate. Stante la calibrazione di fabbrica, l’installazione della Ensenso N10 per la comparazione di superfici 3D con l’interfaccia Halcon di MVTec richiede pochi minuti, e tramite l’interfaccia software gratuita in dotazione, la telecamera è integrabile senza difficoltà nei programmi applicativi utente. Da evidenziare anche le dimensioni compatte: solo 150 x 45 x 45 mm.
