La visión 3D en el procesamiento industrial de imágenes
La visión 3D en el procesamiento industrial de imágenes
Estas cámaras actúan como los "ojos" de la máquina y proporcionan representaciones espaciales en 3D que permiten una toma automatizada de decisiones en base a la posición, el tamaño y la orientación del objeto. Esto ha convertido el procesamiento de imágenes en 3D en parte integrante de numerosos procesos industriales automatizados, por ejemplo en sistemas de control de la calidad, líneas de montaje o aplicaciones de bin picking.
En el marco de una entrevista con la plataforma divulgativa especializada AZo, el Dr. Martin Hennemann, de la empresa IDS Imaging Development Systems GmbH, nos explica todo el potencial que presenta el procesamiento de imágenes en 3D y, con ello, todas las ventajas, características y principales novedades que incorpora la serie de cámaras 3D Ensenso S.
¿De qué forma influye el procesamiento de imágenes 3D en los procesos industriales, especialmente en las tecnologías de automatización?
El procesamiento de imágenes en 3D se ha consolidado como una macrotendencia en la automatización de procesos. En combinación con la robótica, el procesamiento de imágenes en 3D se utiliza en todo el mundo para ejecutar tareas como el picking automatizado de contenedores, el pick & place, los procesos de ensamblaje o la despaletización en aplicaciones de logística interna, como la manipulación y el almacenamiento de mercancías o suministros. Una de las principales ventajas que presenta el procesamiento de imágenes en 3D es que permite reducir aún más la intervención humana en los procesos industriales. En la industria se utilizan a menudo robots para automatizar tareas complejas o elevar cargas pesadas, tareas que la visión 3D hace más flexibles.
Además, cada vez hay más robots diseñados específicamente para trabajar con humanos o prestarles cualquier otro tipo de soporte. Estamos ante un campo de investigación que crece y avanza rápidamente. Uno de los principales objetivos de la ciencia es dotar a los robots de suficiente "sensibilidad visual" para que puedan mostrar comportamientos inteligentes y reaccionar de forma adaptativa a su entorno.
¿Qué papel desempeñan las cámaras Ensenso 3D en la tecnología actual de procesamiento de imágenes y qué ventajas ofrecen?
La familia de cámaras 3D Ensenso incluye cámaras 3D de visión estéreo activa y la nueva serie Ensenso S, que utiliza una tecnología 3D basada en luz estructurada. Se trata de cámaras extremadamente flexibles que se adaptan perfectamente a las más diversas aplicaciones tanto en el ámbito industrial como científico.
¿Nos podría explicar con mayor detalle las prestaciones técnicas principales del nuevo modelo Ensenso S?
El modelo Ensenso S es uno de los miembros más recientes de la familia de cámaras Ensenso y marca un antes y un después en la obtención de imágenes 3D de alta precisión a un precio más económico que muchas de sus contrincantes. A pesar de su reducido precio, esta cámara 3D presenta un diseño apto para entornos industriales, múltiples posibilidades de conexión y una avanzada tecnología de sensor 3D basada en la triangulación láser, una variante de la luz estructurada. Esta tecnología permite proyectar un patrón de puntos láser sobre una escena determinada, por ejemplo un palé lleno de cajas.
A continuación, la Ensenso S graba la escena y registra las posiciones de estos puntos láser detectando en qué puntos de las cajas se refleja la luz hacia el sistema. Mediante el software Ensenso, la información recopilada se procesa a través de una red neuronal artificial que identifica cada uno de los puntos láser, les asigna un ID individual y, a continuación, aplica el principio de la triangulación para obtener valores de distancia para cada uno de los puntos láser.
La cámara cuenta con una carcasa industrial extremadamente compacta y robusta con el grado de protección IP65/67, por lo que puede utilizarse de forma segura en entornos muy exigentes. La cámara incorpora en su parte posterior conexiones aptas para aplicaciones industriales, como el puerto GigE M12 para la transmisión de datos y un puerto M8 para la alimentación, el disparador o el flash. Además, incluye una amplia variedad de funciones.
¿Qué tipo de datos puede registrar la Ensenso S y cómo se pueden procesar adecuadamente?
La Ensenso S es capaz de proporcionar nubes de puntos 3D de gran calidad y detalle. La triangulación láser de la cámara funciona con hasta 85.000 puntos láser, tiene un campo de visión de 60° horizontal x 50° vertical y funciona con distancias de trabajo de 500 a 3.000 mm. La iluminación láser permite trabajar con diferentes tiempos de exposición, lo cual significa que también se pueden capturar objetos en movimiento. En términos de velocidad, se pueden generar 20 nubes de puntos por segundo a plena potencia del proyector con una elevada resolución constante.
La cámara proporciona datos de alta calidad y bajo nivel de ruido que permiten identificar detalles de hasta un centímetro de tamaño aproximadamente. A diferencia de otras tecnologías, como las cámaras estéreo de bajo coste y las cámaras ToF, presenta además un bajo nivel de artefactos. Gracias a las interfaces de programación flexibles, el usuario puede disponer fácilmente de nubes de puntos calibradas y de datos temporales completos en línea con el software de procesamiento que haya elegido para la integración de aplicaciones.
¿Puede ponernos algunos ejemplos de aplicación de la Ensenso S 3D?
La Ensenso S es la solución ideal para numerosas aplicaciones. En lo que a automatización logística se refiere, por ejemplo, es la cámara perfecta para grabar palés y supervisar el movimiento de mercancías en zonas muy concurridas, como un almacén. En el ámbito del transporte y el movimiento de mercancías, la Ensenso S puede detectar cualquier objeto que pueda obstaculizar el paso del vehículo. También es una solución ideal para la manipulación de paquetería. Por ejemplo, se puede instalar una cámara 3D sobre una cinta transportadora para registrar los paquetes en movimiento y proporcionar datos 3D que permitan realizar un seguimiento y análisis de los paquetes.
Como ya he mencionado antes, la Ensenso S se ha optimizado para su uso combinado con robots en tareas de despaletización y también de reconocimiento de objetos en las que sea necesario inspeccionar, identificar y controlar un rango determinado de objetos. La cámara 3D abre asimismo nuevos campos de aplicación en la horticultura, entre otros, donde los robots pueden vigilar y cuidar las plantas, medir los frutos y recogerlos automáticamente en el punto justo de madurez.
El ámbito de la asistencia automatizada, en el que los robots trabajan con humanos o incluso los sustituyen en determinadas tareas, también está experimentando un rápido desarrollo. Así, por ejemplo, estos sistemas permiten seleccionar y transportar automáticamente bajo demanda artículos concretos de un supermercado. En este tipo de escenarios tan complejos y exigentes, la Ensenso S puede garantizar que las situaciones "tengan sentido" para estos sistemas inteligentes.
Resumiendo, ¿qué aspectos clave le gustaría destacar de la serie de cámaras 3D Ensenso S de cara a nuestros lectores?
La Ensenso S constituye un punto de inflexión en la obtención de imágenes 3D de alta precisión para un amplio abanico de aplicaciones. Esta nueva cámara 3D es extremadamente compacta, versátil y económica y puede integrar la visión 3D en aplicaciones en las que hasta ahora no era posible debido al alto coste que esto suponía. El algoritmo de triangulación láser genera nubes de puntos con una geometría 3D muy precisa y un bajo nivel de artefactos, especialmente en comparación con los resultados que ofrecen otras tecnologías 3D.
Para la integración en entornos industriales, la nueva Ensenso S cuenta con una robusta carcasa y con un paquete integral de funciones SDK que la convierten en un producto avanzado muy interesante dentro del panorama actual.