1.CoanLink Quad 3D-LLE

 

Grabber 소개

3D 프로파일링을 위한 온보드 레이저 라인 추출 기능 탑재.

CPU 사용량 없이, 레이저 프로파일 추출.

싱글 / 듀얼 레이저 프로파일 추출.

16Bit Height 맵 생성

다양한 알고리즘 지원 (PEAK, COG, MAX)

Laser Line Extraction

라인 레이저를 이용한 광삼각법 기반.

라인 레이저를 대상 물체에 투사하고 반사된 라인 이미지의 모양을 분석하여 객체의 표면 형상을 기하하적으로 재구성.

획득된 일련의 프로파일에 기초하여 Height Map을 생성하기 위한 알고리즘

LLE Processing Core

Euresys Quad 3D-LLE Grabber에 내장된 기능

레이저 라인 추출을 위한 3가지 알고리즘 제공 (PEAK, COG, MAXIMUM)

필터링을 위한 전처리 기능 제공 (Filter, Threshold)

Linear Filter

1x3 Sliding Window에 convolution 연산자를 적용.

Convolution kernel 요소 (A,B,C)는 3개 요소 합이 1~512 사이 값이 되도록 모든 양의 정수로 구성 가능.

Kernel 요소가 ROI 경계 밖에 있을 경우, 입력 픽셀 값은 중앙 픽셀 값으로 대체.

Coring Threshold

규칙에 따라 픽셀을 두가지 값 (범주)로 분류하는 간단한 분할 기법.

Maximum Detection

열의 모든 픽셀을 분석하여, 어느 포지션이 최대 높이 지점인지 감지

8Bit(0 ~ 255) 혹은 16Bit (0 ~ 65535) Height Map 출력 구성.

두개 이상의 픽셀에서 최대 레이저 강도가 감지될 경우, Maximum Detection 알고리즘은 가장 높은 위치를 가진 픽셀을 나타냅니다

Threshold 기능을 이용하여 노이즈 성분 제거 가능

최대 ROI Y Size는 8BIT 255, 16Bit 65535 Pixel.

Peak Detection

취득된 프로파일을 1차 미분하여, 어느 포지선이 최대 높이지점인지 감지.

16Bit 고정 소수점 단위로 Height Map 출력

UQ11.5 : MSB 11Bit는 정수부, LSB 5Bit는 실수부로 구성

UQ8.8 : MSB 8Bit는 정수부, LSB 8Bit는 실수부로 구성

Peak 값이 감지 되면 Peak Detection 알고리즘은 해당 f(x) 픽셀을 가장 높은 값을 갖는 위치로 감지

하나 이상의 f(x) 픽셀이 동일한 조건을 갖는 경우, 가장 높은 높이와 동일한 위치를 감지

최대 지원 ROI Y Size는 2048Pixel

Center Of Gravity Detection

취득된 프로파일의 무게중심을 레이저 라인으로 인식

16Bit 고정 소수점 단위로 Height Map 출력

UQ11.5 : MSB 11Bit는 정수부, LSB 5Bit는 실수부로 구성

UQ8.8 : MSB 8Bit는 정수부, LSB 8Bit는 실수부로 구성

2. 테스트 환경 구성

 

구성품

CXP Interface Camera

Euresys Coaxlink Quad 3D-LLE

Line Laser

Lens

환경구성

일반적으로 Standard Geometry로 구성을 합니다.

Standard Geometry는 레이저는 대상체에 수직, 카메라는 특정 각도로 구성.

카메라와 레이저의 각도, 렌즈에 따라 분해능과 측정 Range가 결정 됩니다.

계산이 용이하도록 해당 내용은 Euresys 측에서 별도 Excel Sheet를 제공하고 있습니다.

엑셀 시트 사용하기

제공되는 Excel Sheet에 파라미터를 적용시키면, 현재 구성한 환경에 대해 Z Range, Accuracy, Resolution 등의 정보를 획득합니다.

Input Data

Camera : Sensor Width, Sensor Height, Pixel Size, Frame Rate, Camera Angle, Camera Height

Lens : Lens Iris No Position, Working Distance, Magnification, Lens Fno

Laser : Laser Angle

Grabber : Effective ROI Height, Line Extraction Method

Motion : Trigger per mm , Conveyer Speed

엑셀시트 결과 확인

엑셀시트 Input에 대한 Output 정보를 확인 합니다.

Output Data 중에 , out of lomits values의 값이 있을 경우, Input을 조절하여 output values 로 되도록 조절합니다.

카메라 AOI 설정

영상을 확인 하면서 적절한 AOI 위치 선정

Object의 상단, 하단 영역을 모두 포함하도록 설정.

데이터 연산영역을 줄여 속도 증대.

알고리즘 설정

사용하고자 하는 알고리즘 및 적절한 세부 파라미터를 설정

사용하고자 하는 알고리즘.

Threshold 사용 여부 및 레벨.

스캔 거리 설정

스캔하고자 하는 거리를 설정 합니다.

스캔 거리 = Vertical Sampling(Y) x ScanLength

3. 데이터 취득

 

캘리브레이션 타겟

Euresys에서 캘리브레이션 타겟 도면 제공

Easy3D Library를 이용하여 Calibration File 제작에 이용

음영지역을 최소화 하여 데이터 취득

캘리브레이션 파일 생성

Easy 3D LLE 이용하여 캘리브레이션 파일 생성

캘리브레이션 타겟을 LLE를 이용하여 데이터 취득.

실제 제작된 캘리브레이션 타겟의 배율 및 종류 적용

캘리브레이션 파일 생성 (.mdl)

 

캘리브레이션 파일 생성은 다소 시간이 소요됩니다.

Point Cloud 데이터 생성

캘리브레이션 타겟이 아닌 다른 오브젝트의 Depth Map 이용

미리 생성되어 있는 캘리브레이션 파일 (.mdl)을 적용하여 PCD 데이터 생성

ZMap 데이터 생성

PCD 데이터를 평면 데이터로 변경

각각의 Pixel은 실측 높이 데이터.

4. 참고 사항

 

Laser Width

선명한 레이저 폭을 이용하여 정밀한 데이터 취득

Angle

카메라와 레이저 사이 각 변경에 따라 다른 이미지 취득