Comment une augmentation de 20 dB de la plage dynamique transforme la numérisation 3D industrielle

Des algorithmes sophistiqués intégrés directement dans l'appareil fournissent :

• Traitement HDR en temps réel : Logiciel avancé et traitement au niveau du capteur qui gère les variations extrêmes du signal
• HDR multi-exposition : Une image unique et détaillée pour les scènes complexes avec des distances mixtes.
• Suppression du bruit :Techniques de filtrage avancées qui préservent les signaux faibles tout en éliminant les interférences

4. Système optique optimisé

La refonte complète des composants optiques comprend :

• Verres améliorés : Efficacité améliorée de la collecte de la lumière et meilleure mise au point sur des plages étendues
• Filtres optiques avancés :Filtrage optimisé pour les longueurs d'onde du laser bleu et la suppression de la lumière ambiante
• Meilleure transmission de la lumière : Pertes optiques réduites sur tout le trajet lumineux

Performances réelles :jusqu'à plus de 6 mètres de distance

La génération précédente de PhoXi 3D Scanner a établi des références dans l'industrie avec une numérisation fiable jusqu'à plus de 4 mètres. 

Le Gen3 étend cette capacité à plus de 6 mètres avec des démonstrations expérimentales atteignant plusieurs dizaines de mètres lorsque les volumes de numérisation sont ouverts.

Vous vous demandez comment ouvrir le volume de numérisation ? Voici le guide rapide de Tomas Michalik :

Résultats expérimentaux

L’ouverture du volume de numérisation n’est pas seulement un concept théorique. Nous avons déjà démontré des applications concrètes utilisant cette technique : 

• Scan de remorque sur 17 mètres : Les systèmes de chargement automatisés de camions détectent avec succès les objets étrangers sur toute la longueur des remorques d'expédition
• Opérations de palettisation profonde : Systèmes fonctionnant à une hauteur de 5,2 mètres tout en conservant la précision pour des piles de 2,6 mètres de haut
• Applications à grand champ de vision : Solutions à capteur unique remplaçant les configurations multi-capteurs complexes

Comment votre application peut-elle bénéficier d'une plage dynamique étendue

1. Architecture système simplifiée

Approche multicapteurs traditionnelle :

• Plusieurs scanners 3D nécessitant un étalonnage précis
• Algorithmes d'assemblage de données complexes
• Augmentation des points de défaillance et des exigences de maintenance
• Coûts initiaux plus élevés et complexité d'intégration

Solution à capteur unique PhoXi Gen3 :

• Couverture complète avec un seul appareil
• Élimination de la complexité d'étalonnage entre les capteurs
• Réduction des coûts matériels et du temps d'installation
• Procédures de maintenance simplifiées

2. Flexibilité améliorée des applications

Applications logistiques :

• Inspection automatisée du chargement des camions : La possibilité de scanner l'intérieur d'une remorque sur plus de 17 mètres permet une détection complète des corps étrangers avant les opérations de chargement, éliminant ainsi le besoin de plusieurs capteurs ou de processus d'inspection manuels.
• Systèmes de palettisation profonde : Les capteurs montés à 5,2 mètres au-dessus des opérations peuvent guider avec précision les robots collaboratifs lors de tâches de palettisation complexes sur des piles de 2,6 mètres, permettant ainsi des opérations d'entrepôt entièrement automatisées.
• Manutention de grands conteneurs : Les systèmes de manipulation KLT (tote) bénéficient d'une numérisation à portée étendue des bords fins, permettant aux grands robots industriels de gérer efficacement plusieurs couches tout en conservant la précision.

Applications automobiles :

• Prélèvement de bacs en hauteur : Les grands robots industriels peuvent désormais travailler avec des bacs profonds tandis que les capteurs maintiennent des distances de sécurité, éliminant ainsi les risques de collision et améliorant la sécurité opérationnelle.
• Détection du panneau latéral : La couverture complète du champ de vision permet la localisation des trous de montage et des capacités d'inspection simultanées, simplifiant ainsi les processus d'assemblage complexes qui nécessitaient auparavant plusieurs systèmes de vision.
• Sélection de pièces après estampage : Les capteurs peuvent être positionnés à des distances sûres des opérations d'emboutissage tout en conservant le champ de vision nécessaire pour gérer diverses géométries de pièces à partir d'une seule ligne d'emboutissage.
• Inspection du grand sous-châssis : Giga Press et les composants automobiles hyper moulés nécessitent une numérisation multiperspective pour le contrôle qualité, la détection des bavures et la vérification dimensionnelle – des applications désormais rendues possibles par des capacités à portée étendue.

Pour en savoir plus sur l'application couverte par nos capteurs 3D dans l'industrie automobile, regardez le webinaire 3D Vision &AI Robotics que nous avons organisé en collaboration avec inVISION Days :

3. Avantages opérationnels

La plage dynamique étendue se traduit par des améliorations opérationnelles significatives :

• Positionnement flexible du capteur : Les autorisations de sécurité des systèmes robotiques ne compromettent plus la capacité de numérisation.
• Gestion d'objets mixtes : Les systèmes uniques peuvent traiter à la fois de petites pièces de précision et de grands assemblages.
• Durées de cycle réduites : L'élimination de la coordination multi-capteurs réduit le temps d'analyse.
• Fiabilité améliorée :Moins de composants système signifie moins de points de défaillance potentiels.

La physique derrière la performance

Voyons comment nous pourrions y parvenir. 

Force du signal

L'amélioration de la plage dynamique de 20 dB représente une amélioration spectaculaire de la capacité de traitement du signal. 

En termes pratiques, cela se traduit par une amélioration d'environ 100 fois de la capacité du capteur à distinguer les signaux utiles du bruit de fond.

Cette amélioration a des implications directes dans le monde réel :

• Capacité de distance : La numérisation fiable s'étend de 4 mètres à plus de 6 mètres
• Robustesse du signal : Précision maintenue sur toute la plage étendue
• Polyvalence des matériaux : Performances améliorées sur des surfaces difficiles à distance

Intégration de la suppression de la lumière ambiante

La plage dynamique étendue fonctionne en synergie avec la technologie Ambient Light Suppression (ALS) 3.0 de Photoneo. La combinaison permet :

• Capacité de numérisation en extérieur : Les conditions de lumière directe du soleil n'empêchent plus la capture fiable de données 3D
• Tolérance d'éclairage variable : Les systèmes maintiennent leurs performances à mesure que les conditions ambiantes changent tout au long des périodes opérationnelles
• Flexibilité multi-environnements :Les configurations uniques fonctionnent de manière fiable dans divers scénarios d'éclairage

La mise en œuvre technique utilise des techniques intelligentes de fonctionnement des capteurs et des algorithmes de traitement pour éliminer l'influence de la lumière ambiante de plusieurs ordres de grandeur.

Il « désactive » efficacement les interférences de l'éclairage environnemental.

Applications industrielles et cas d'utilisation

Logistique et entreposage

• Systèmes d'inspection des remorques : Les opérations automatisées de chargement de camions nécessitent de vérifier que les remorques sont vides avant le début du chargement. La capacité du PhoXi Gen3 à scanner toute la longueur des remorques d'expédition de 17 mètres élimine le besoin de plusieurs capteurs ou de processus d'inspection manuels, améliorant ainsi considérablement l'efficacité opérationnelle.
• Opérations avancées de palettisation : Les systèmes de palettisation profonde bénéficient considérablement de capacités de portée étendue. Des capteurs montés à 5,2 mètres au-dessus des opérations peuvent guider les robots collaboratifs dans des opérations d'empilage complexes tout en conservant la précision nécessaire à une construction stable de palettes.
• Traitement des colis :Les systèmes de dimensionnement rapide et de détection des défauts dans les opérations logistiques à volume élevé nécessitent la flexibilité nécessaire pour gérer des colis de tailles radicalement différentes dans le même volume de numérisation. La plage dynamique étendue permet des solutions à capteur unique pour les opérations de tailles mixtes.
• Palettisation mixte : Les exigences de numérisation multi-perspectives dans les opérations de palettisation mixtes bénéficient de la possibilité d'utiliser simultanément des capteurs rouge et bleu, ce qui réduit le temps de numérisation de 50 % tout en maintenant une couverture complète.

Fabrication automobile

• Prélèvement en profondeur : Les grands robots industriels travaillant avec des bacs profonds nécessitent des capteurs positionnés à des distances de sécurité. La capacité de portée étendue maintient la précision et une couverture complète du champ de vision même lorsque les capteurs sont montés bien au-dessus de la zone de travail.
• Inspection qualité des gros composants : Giga Press et les composants automobiles hyper moulés représentent une nouvelle classe de défis de fabrication. Ces pièces moulées de grande taille en une seule pièce nécessitent une inspection complète des bavures, de la précision dimensionnelle et de la qualité de la surface. L'analyse multiperspective avec des capteurs à portée étendue permet une vérification complète de la qualité.
• Localisation de pièces complexes : La détection des panneaux latéraux et les applications similaires nécessitent souvent la localisation de caractéristiques spécifiques (trous de montage) tout en conservant la connaissance de la géométrie complète des composants. La portée étendue et l'exhaustivité améliorée permettent une compréhension globale qui était auparavant impossible avec des capteurs uniques.
• Vérification de l'assemblage : Les grands assemblages automobiles nécessitent des systèmes de vérification capables de capturer des relations géométriques complètes tout en maintenant des distances de sécurité par rapport aux équipements de production actifs.

Applications émergentes

• Inspection des panneaux solaires : La combinaison d'une plage dynamique étendue et de la suppression de la lumière ambiante permet des applications d'inspection extérieure auparavant impossibles avec les systèmes d'éclairage structuré.
• Applications de l'industrie ferroviaire : Les systèmes d'inspection des roues de train et de surveillance des pantographes bénéficient de la capacité de maintenir des distances de sécurité tout en capturant des données géométriques précises.

Fonctionnement de la mise en œuvre 

Fonctionnalités d'intégration faciles

Le PhoXi Gen3 rend les capacités de portée étendue accessibles via des interfaces conviviales :

Extension du volume d'étalonnage en un clic : La fonctionnalité « Ouvrir le volume de calibrage » permet aux utilisateurs d'étendre la plage de numérisation au-delà des paramètres par défaut d'un simple clic, accessible via :

• Interface utilisateur graphique de PhoXi Control
• Intégration API
• Protocoles GigE Vision

Options de configuration flexibles : Plusieurs options de résolution garantissent que les utilisateurs existants des générations précédentes peuvent effectuer une mise à niveau tout en conservant les paramètres opérationnels familiers. Les nouvelles installations peuvent tirer pleinement parti des capacités étendues.

Avantages de la conception du système

Flexibilité de montage : La capacité de portée étendue offre une flexibilité significative dans le positionnement du capteur, permettant :

• Optimisation des dégagements sécurisés autour des systèmes robotiques
• Complexité mécanique réduite dans les systèmes de montage de capteurs
• Amélioration de l'accessibilité pour la maintenance et le service

Architecture évolutive : Les systèmes peuvent être configurés avec des capteurs uniques pour la plupart des applications, avec des configurations multi-capteurs disponibles pour les scénarios les plus exigeants. Les options laser rouge et bleu permettent une numérisation véritablement simultanée sans interférence.