三維測量工業(yè)內(nèi)窺鏡的工作原理和技術(shù)優(yōu)勢
韋林三維測量工業(yè)內(nèi)窺鏡 XLG4(Everest Mentor Visual iQ),搭載單物鏡相位掃描三維立體測量技術(shù),利用投影光柵法獲取缺陷部位表面形狀的三維坐標(biāo)信息、從而實現(xiàn)更準(zhǔn)確的缺陷尺寸測量。由于其測量鏡頭的單視窗廣角設(shè)計,以及測量結(jié)果更準(zhǔn)確的特點,不僅勝任普通檢測需求,而且廣泛用于難度更大的細(xì)小缺陷檢測分析、以及逆向場景重建等要求更為精確的應(yīng)用中。本文以XLG4為例介紹三維測量工業(yè)內(nèi)窺鏡的工作原理和技術(shù)優(yōu)勢。
三維測量工業(yè)內(nèi)窺鏡的工作原理:
XLG4在定性觀察方面的工作原理與常規(guī)工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡沒有區(qū)別,這里重點介紹相位掃描三維立體測量技術(shù)的工作原理,其核心在于:結(jié)構(gòu)光接觸物體表面會出現(xiàn)攜帶凹凸信息的畸變條紋,通過相位解調(diào)算法即可從中得到物體表面的三維信息。其工作原理的細(xì)節(jié)涉及以下步驟:
1. 主動掃描:視頻探頭前端的相位掃描三維立體測量鏡頭上設(shè)置有可見光LED光柵矩陣(相位光柵),測量系統(tǒng)產(chǎn)生的正弦條紋經(jīng)由光柵矩陣投射至被測物表面。
2. 條紋畸變:被測物表面凹凸不平等形狀變化會導(dǎo)致反射光出現(xiàn)畸變條紋(變形條紋),而這些畸變條紋攜帶了被測物表面的三維信息。
3. 拍攝并提取相位信息:CCD攝像頭捕獲畸變條紋圖像,并進(jìn)行相位分析:利用傅里葉變換提取載頻相位與被測物相位,對提取的相位做主成分分析,利用第一主成分?jǐn)M合待去除的載頻相位,最終去除載頻相位,得到被測物表面的相位信息。
4. 獲取三維數(shù)據(jù):利用相位高度轉(zhuǎn)換等算法將相位信息轉(zhuǎn)化為高度,對被測物輪廓進(jìn)行三維重構(gòu),獲得被測物表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
5. 實施測量:根據(jù)獲取的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),準(zhǔn)確測算操作者指定的尺寸,并可生成相應(yīng)的3D點云圖等。
三維測量工業(yè)內(nèi)窺鏡的技術(shù)優(yōu)勢:
1. 檢測僅需單一鏡頭,提升檢測效率:由于采用攝取和掃描物體表面三維信息的先進(jìn)技術(shù),不再限制測量鏡頭的視野和焦距,因此可以使用視野范圍更廣、焦距范圍更大的單一物鏡,實現(xiàn)即觀察即測量,再也不用交替使用觀察鏡頭和測量鏡頭了。
2. 測量結(jié)果更準(zhǔn)確:XLG4測算缺陷尺寸的過程,是建立在通過主動掃描已經(jīng)獲取被測物表面三維坐標(biāo)信息的基礎(chǔ)之上,并且可利用3D點云圖檢驗測量選點的準(zhǔn)確性,因此測量更準(zhǔn)確。
3. 方便還原缺陷實物模型:獲取被測物表面的三維數(shù)據(jù)后,可將該數(shù)據(jù)輸入3D打印機,從而還原缺陷的實物模型,以便進(jìn)一步研判與驗證。
4. 測量應(yīng)用更廣:更大的視野、以及獲取被測物表面三維坐標(biāo)的能力,使得XLG4可以測量更大的缺陷(發(fā)動機內(nèi)大裂紋、劃傷或者大面積的涂層脫落),并且可以測量的內(nèi)容不再局限于長度、面積等傳統(tǒng)項目,而是更豐富,例如:葉片缺口、葉尖與機匣間隙測量、半徑計測量等。
5. 自動化程度更高:根據(jù)被測物表面的三維坐標(biāo),系統(tǒng)可以自動執(zhí)行更為復(fù)雜的測量,例如:針對凹坑缺陷,選用“區(qū)域深度剖面”可自動確定凹坑內(nèi)的最深點并測算其深度值。
搭載單物鏡相位掃描三維立體測量測量技術(shù)的 XLG4 工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡,真正地在內(nèi)窺檢測領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了三維測量,是業(yè)內(nèi)名副其實的三維測量工業(yè)內(nèi)窺鏡,它顛覆了內(nèi)窺測量的傳統(tǒng)模式,從檢測效率、準(zhǔn)確性、實用性、自動化程度等多個方面,開啟了內(nèi)窺測量技術(shù)的新篇章!了解更多信息,歡迎關(guān)注韋林工業(yè)內(nèi)窺鏡。
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