2D- of 3D-visie? Wat werkt het beste voor uw toepassing?

Dankzij visieoplossingen krijgen machines ogen. Een ontwikkeling die vooral dient om bepaalde manuele taken te vervangen of aan te vullen met digitale camera’s en beeldverwerking. De technologie komt in vele takken van sport van pas om de productie te automatiseren en de productkwaliteit te verbeteren. Vandaag heeft de gebruiker keuze uit zowel 2D- als 3D-camera’s. Dit artikel poogt enkele richtlijnen mee te geven, welke keuze voor uw toepassing het meest interessant kan zijn.

De opmars van visietechnologie heeft alles te maken met het feit dat de technologie een stuk betaalbaarder is geworden. Deze sensoren waren in het verleden immers duur en complex, vandaag is machinevisie betaalbaarder dan ooit en altijd bijzonder nauwkeurig. Maar welk type visie is nu het beste geschikt voor uw toepassing? In sommige gevallen zal de keuze zeer duidelijk zijn, maar in andere brengen ze beide voor- en nadelen mee naar de tafel. Het is daarom belangrijk om inzicht te hebben in de sterke punten van beide om tot een oplossing te komen die zorgt voor een betrouwbare machinevisie.

2D-visie kan gerealiseerd worden met behulp van configureerbare camera’s, visie-inspectiesystemen, programmeerbare flexibele camera’s en zelfs camera’s die beelden aan hoge snelheden kunnen streamen. De mogelijkheden zijn, net als bij 3D-visie, eindeloos. Vandaag mag 2D zich nog altijd de standaard noemen voor het positioneren, inspecteren, meten en lezen van objecten. De technologie leent zich bij uitstek voor toepassingen met een hoog contrast of waar textuur en kleur de sleutel tot de oplossing vormen. 3D-visie is dan weer beter geschikt voor het analyseren van volumes, vormen of de 3D-positie van objecten. Daarnaast biedt ze soelaas voor de detectie van onderdelen en defecten die weinig contract geven maar waar er wel een hoogteverschil op te merken valt. 3D-visie dient vooral voor het meten, inspecteren en positioneren van objecten, maar kan ook ingezet worden voor het lezen van code of tekst wanneer contrastinformatie ontbreekt.

Bij 2D-beeldverwerking, wordt het de analyseren ofwel meteen vastgelegd door een zonecamera of door middel van een scanmethode met een lijnscancamera. In beide gevallen zal dit resulteren in een beeld dat de intensiteit van de waarden weergeeft (monochroom) of kleurbeelden (vaak in RGB-waarden). De sleutel tot een goede 2D-beeldverwerking zijn de keuze van de lens en de belichting. De belichting speelt immers een grote rol in de beeldkwaliteit. Een correcte belichting zal de te analyseren features benadrukken, ongeacht het omgevingslicht. Fabrikanten van 2D-visieoplossingen hebben meestal verschillende technieken ter beschikking om te zorgen dat het licht op de juiste plaats terecht komt. Typische toepassingen zijn de inspectie van de datacode, controle van de vorm van platte objecten, lijngeleiding voor AGV’s, typeverificatie op basis van kleur, verificatie van de assemblage …

De derde dimensie op beeld vastleggen kan op verschillende manieren gebeuren. Dat kan door middel van scan- of snapshottechnologie. Scanners maken 3D-beelden door ze profiel per profiel samen te stellen door ofwel een object doorheen, het meetbereik te laten passeren ofwel door de camera over het object te bewegen. Om de juiste 3D-data te verkrijgen en dus een geldig 3D-beeld moet de beweging constant of goed bekend zijn, bijvoorbeeld door de inzet van een encoder om de beweging te volgen. De gecreëerde 3D-beelden zijn over het algemeen bijzonder nauwkeurig. Snapshot technologie creëert een volledig 3D-beeld van objecten door een klik, zoals we dat kennen van een camera voor consumenten, maar dan in 3D. Noch het object, noch de camera moeten daarvoor bewegen, maar de technologie kan nog niet dezelfde nauwkeurigheden voorleggen als scantechnologie. Typische toepassingen zijn robotpicking, verificatie van de inhoud van de verpakking, assemblage van elektronica, portioneren van voeding, herkenning van obstakels bij AGV’s …