1/64像数完成复合曲面轮廓提取: LineCam3D激光工业摄像头(fromVRmagic)

作者:清风流云

背景:
VRmagic团队致力于发展图像领域的最新技术以便造福人类生活,其技术研究点主要涉及两个领域:用于医学训练的视觉显示模拟器和用于工业图像处理的光学追踪部件。关于用于医学训练的视觉显示模拟器,VRmagic作为开发应用于医疗训练的虚拟现实增强和现实模拟器的先驱,不断提高实现技术,为更好的完成教学医疗知识和精神级运动创造了最佳实现条件,可见,VRmagic为VR模拟器这一人文技术的发展做出了巨大的贡献。其次,在开发用于工业图像处理的光学追踪部件方面,VRmagic开发了大量可以广泛应用于工业应用和科学研究中的图像采集和图像处理产品。现在,智能图像处理技术的快速发展极大地促进了新的数据采集技术和图像有效处理设计的发展,同时这些技术被广泛应用在工业生产、医疗和安全工程等的研究领域。一直以来,VRmagic始终将用户需求作为企业发展的基准,无论是未来的发展设想还是软件实现甚至更多实现细节上都始终贯穿这一准则。

图1 LineCam3D摄像头

图1 LineCam3D摄像头

VRmagic’s LineCam3D
RVmagic最新开发的LineCam3D摄像头采用一种可配置的重心导向激光线提取算法,以1/64的亚像数精度(实际的测量精度可以达到微米级别,此精度主要依赖于摄像头的光学特性)实现了复合曲面轮廓提取。据了解,对于一般的摄像头来说,当最大扫描频率达到1KHz时,将会有大量且不断增加的轮廓数据被泵到摄像头的Gige视频流接口,这无疑会造成视频数据传输在接口处的堵塞,所以在数据传输之前,必须在摄像头内部对视频采集进行一定的处理。VRmagic开发的LineCam3D摄像头,内部集成Xilinx 7系列FPGA,实时运行视频采集算法,同时与完成其余程序处理的TI DaVinCi SoC协调配和工作。在LineCam3D摄像头内部还包含有2GB的DDR3 SDRAM,摄像机的成像器是由一个2048x1088像数的 CMOSIS CMV2000 CMOS图像传感器和一个管道全局快门组成。此外,VRmagic的 LineCam3D摄像头同样具有2D摄像模式,当摄像头进入2D模式时,可以提取额外的对象信息,比如轮廓扫描时没有的凸面打印数据(从图2中可以看出)。

图2是一个轮廓输出混合图,摄像头线性扫描轮廓输出见左上角,初始对象扫描见左下角。整个对象的构成由LineCam3D摄像头轮廓扫描完成,见图2右边。

图2  LineCam3D轮廓输出混合图

图2 LineCam3D轮廓输出混合图

当LineCam3D摄像头进行激光三角测量时,摄像头的透镜平面与扫描对象的镜像平面并不平行,这意味着由于深度原因,激光扫描输出的图像相对于正常图像来说略小一点。为了对扫描输出的图像进行补偿,LineCam3D摄像头将一个10度的倾斜移动适配器整合到IP65/67铝外壳上,扩展最大对焦高度。大多数系列摄像头的移动镜筒,尤其是用于非工业的建筑式摄像头,根据移轴景深光学原理,利用移动镜头可以增加对象平面或成像平面的对焦深度。在LineCam3D 工业摄像头完成激光轮廓扫描时完美诠释了移轴景深光学原理。同时VRmagic技术人员还发现,大多数的C-连接座镜筒都可以作为一个倾斜移动镜筒,广大摄影爱好者是不是很心动呢?。

总结:
Xilinx 7系列FPGA主要包括Artix-7、Kintex-7和Virtex-7三个系列,提供低成本最优化解决方案,广泛应用于汽车、消费类电子、工业物联网、数据中心、有线/无线通信和便携式 医疗解决方案等多种不同市场领域的连接需求。在VRmagic开发的LineCam3D摄像头中主要应用FPGA可编程部分硬件实现视频处理算法,进一步扩展了Xilinx 7系列芯片在灵活、自主、高性能开发应用领域的领先地位。

声明:本文为原创文章,转载需注明作者、出处及原文链接,否则,本网站将保留追究其法律责任的权利