西克應(yīng)用

　　概述

　　對(duì)于基于激光三角原理的3D線掃相機(jī)，傾斜相機(jī)進(jìn)行掃描是常見的操作技巧，這種操作方式在某些場(chǎng)景下能帶來獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如掃描有深槽孔洞或者多層結(jié)構(gòu)的物體時(shí)，垂直掃描時(shí)可能因激光反射角度問題會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不完整，傾斜角度可使激光線進(jìn)入槽內(nèi)，獲取完整的三維數(shù)據(jù)；對(duì)于高反光表面或黑色吸光材質(zhì)，傾斜相機(jī)也有助于改善數(shù)據(jù)的信噪比，獲取更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。但是傾斜后，相機(jī)的精度會(huì)受到不同程度的影響。本文以電子制造業(yè)的球柵陣列封裝（Ball Grid Array）檢測(cè)為例，介紹Ruler3000線掃3D相機(jī)傾斜掃圖優(yōu)化過程。

　　SICK Ruler3002傾斜矯正

　　測(cè)量應(yīng)用

　　一、檢測(cè)過程

　　檢測(cè)內(nèi)容：BGA封裝；

　　檢測(cè)硬件：SICK相機(jī)Ruler3002，定制標(biāo)定塊；

　　軟件：StreamSetup

　　相機(jī)架設(shè)：

　　工作距離取鏡頭到物體的距離

　　掃描圖像：

　　相機(jī)傾斜22°：

　　相機(jī)傾斜51°：

　　對(duì)比兩組圖片，可以看出相機(jī)傾斜安裝時(shí)，掃描的圖像會(huì)發(fā)生畸變:實(shí)物焊球是光滑的球面，掃描3D圖像中，圓頂有向上飛的形變。

　　二、原因解釋

　　我們的一體式相機(jī)都是采用“反向布置”（如圖）進(jìn)行標(biāo)定的，在其他架設(shè)下，會(huì)發(fā)生以下問題：1、Y 方向測(cè)量距離發(fā)生變化，測(cè)量值會(huì)隨著 Z 值的變化而變化 ；2、 Z 方向測(cè)量高度發(fā)生變化；需要使用矯正才能得到正確的結(jié)果。

　　校正操作：

　　選擇合適的定制Alignment標(biāo)定塊，進(jìn)行掃描存圖，使用西克官方軟件StreamSetup的校準(zhǔn)界面按照引導(dǎo)輸入標(biāo)定塊參數(shù)，程序自動(dòng)估算出校正矩陣并生成得到.Json格式的校準(zhǔn)文件，導(dǎo)入相機(jī)，矯正工作就完成了！

　　三、校正后圖像

　　傾斜22°：

　　傾斜51°：

　　四、數(shù)據(jù)對(duì)比

　　剖面圖：

　　取27個(gè)BGA球面測(cè)做10次重復(fù)性測(cè)試，其重復(fù)性精度大部分在0.0005～0.001um范圍內(nèi)，最大0.0027um。

　　五、結(jié)論

　　SICK 的新型 3D 視覺傳感器解決方案 Ruler3000 適用于各種工業(yè)應(yīng)用。當(dāng)相機(jī)安裝傾角引發(fā)時(shí)畸變時(shí)，通過我們的軟件標(biāo)定的方法，可有效消除圖像的畸變問題，這一技術(shù)不僅確保了工業(yè)檢測(cè)、尺寸測(cè)量等場(chǎng)景的準(zhǔn)確性，更為智能制造環(huán)節(jié)中的質(zhì)量管控提供了可靠的視覺保障。