Teknologier til industriel billedbehandling: En sammenligning af 2D og 3D Machine Vision

30-06-2025

Løsninger til industriel billedbehandling sætter maskiner i stand til at “se”, så manuelle inspektionsopgaver kan støttes eller endda helt erstattes af Machine Vision-løsninger. Teknologien anvendes i mange brancher og applikationer på området automatisering af produktionsprocesser. 

Det rejser tit spørgsmålet, om der skal bruges en 2D- eller en 3D Machine Vision-løsning. Hvornår giver hvilken teknologi mening – det er det, denne blogartikel beskæftiger sig med, samt om der findes handlingsvejledninger i korrekt brug af teknologien.

Machine vision solutions give machines the gift of sight
Machine vision solutions give machines the gift of sight

 I de senere år har vi gjort væsentlige teknologiske fremskridt på området industriel billedbehandling. Samtidigt bliver løsningerne mere gunstige og dermed også mere økonomisk rentable. De har potentialet til at forbedre industrielle applikationers effektivitet markant. Et voksende konkurrencepres, mangel på fagligt kvalificeret arbejdskraft, strenge kvalitetsstandarder og nødvendigheden af at fremstille produkter i kortere cyklusser gør automatiseringen af produktionen til et eftertragtelsesværdigt mål. Med de tilsvarende teknologier drejer det sig om løsninger, der udfører handlinger som kvalitetskontroller ved hjælp af optiske sensorer og billedbehandling eller formidler koordinat- og positionsdata til en robot. 

Med effektive billedbehandlingsteknologier kan man registrere og analysere objekter præcist og i realtid. Det sikrer bedre produktkvalitet, færre fejl og optimale processer. Andre fordele er det større udbytte, den større gennemløbsmængde og kundetilfredshed samt mindre ressourceforbrug

 

INDUSTRIEL BILLEDEBHANDLING I 2D. HVAD ER DET?

2D-vision-løsninger er grundlaget for mange industrielle automatiseringsprocesser. En af 2D-teknologiens store fordele er den præcise registrering af mønstre og kontraster på forskelligt udformede objektoverflader og præcis registrering af uregelmæssigheder og defekter. 2D-løsninger anvendes først og fremmest, hvis informationen handler om kontrastforskelle. Teknologien er meget udbredt for tiden. 2D-vision er intuitiv og meget fleksibel. Der kan anvendes forskellige typer lyskilder til at optimere vision-løsningens ydelse. Dermed kan 2D-vision-kameraer registrere de ønskede objektegenskaber præcist. 

2D vision solutions lay the foundation for many industrial automation processes
2D vision solutions lay the foundation for many industrial automation processes

2D MACHINE VISION I BRUG I INDUSTRIEN

Løsninger er lette at integrere i maskiner og anlæg og lette at betjene ved hjælp af brugervenlig software. Løsningerne er robuste og lette at tilpasse og er derfor perfekte i krævende industrielle omgivelser og til opgaver såsom:

  • Fuldstændigheds- og montagekontrol

  • Registrering af defekter

  • Registrering af fremmedlegemer

  • Inspektion og klassifikation af objekter

  • Læsning af koder og kontrol af etiketter

The strengths of 2D vision solutions lie in their simplicity, cost-effectiveness, versatility and easy integration into existing processes.
The strengths of 2D vision solutions lie in their simplicity, cost-effectiveness, versatility and easy integration into existing processes.

Facit: 2D Machine Vision-løsningers styrker er deres enkelhed, omkostningseffektivitet, alsidighed og lette indbygning i eksisterende processer. Teknologien kan imidlertid kun anvendes i applikationer, hvor der ikke er brug for dybdeinformationer.

 

ET OVERBLIK OVER 3D MACHINE VISION

Fordi de kan registrere i dybden, genererer 3D Machine Vision-løsninger detaljerede optagelser af objektets geometri. Objektets form og farve påvirker ikke applikationen. 3D-løsninger anvendes først og fremmest, hvis informationen omhandler højdeforskelle. I modsætning til 2D-teknologien er 3D-teknologiernes formål at registrere objekters form og hvor de befinder sig i rummet. Man skelner mellem følgende teknologier:

  • Scanningsteknologier: De registrerer 3D-billeder for hver enkelt profil ved, at de enten fører objektet gennem måleområdet eller fører kameraet hen over objektet. Metoden forudsætter en konstant eller kendt bevægelse, f.eks. ved hjælp af en encoder.

  • Snapshot-teknologier: De genererer detaljerede 3D-billeder med en enkelt optagelse. Hverken objektet eller kameraet behøver bevæge sig; billederne er ofte knap så præcise som de, der genereres med scanningsteknologien.

3D vision solutions utilize depth perception to provide detailed images of an object's geometry.
3D vision solutions utilize depth perception to provide detailed images of an object's geometry.

3D MACHINE VISION – BESKRIVELSE AF DE FORSKELLIGE TEKNOLOGIER


Lasertriangulation

En laserstråle projiceres over på et objekt, og et kamera optager det lys, der reflekteres. Ved at måle den reflekterede laserlinjes position på en kamerasensor kan man beregne, i hvilken højde kameraet er placeret. Kameraet optager det reflekterede lys sekventielt og udarbejder tredimensionelle billeder af de profiler, det har optaget.

A laser beam is projected onto an object and a camera records the reflected light.
A laser beam is projected onto an object and a camera records the reflected light.

Time-of-flight-teknologi

Snapshot-teknologien måler tiden, det tager for en lysstråle at nå målet og vende tilbage igen, samtidigt med at den genererer et 3D-billede i realtid. Time-of-flight-teknologien egner sig især til applikationer med et stort synsfelt og arbejdsafstande på over en halv meter.

This snapshot technology creates a 3D image in real time.
This snapshot technology creates a 3D image in real time.

Stereoteknologi

Snapshot-teknologien fungerer på nogenlunde samme måde som det menneskelige syn, idet to 2D-billeder kombineres fra forskellige positioner. Den egner sig godt til applikationer med et stort synsfelt og til brug udendørs. Målenøjagtigheden kan forbedres med en ekstra lyskilde, der projicerer mønstre over på objektet.

 

ANVENDELSESOMRÅDER TIL 3D MACHINE VISION

3D-billedbehandling anvendes f.eks. i kvalitetskontrollen og i robot-vision-applikationer, der kræver præcise målinger og detaljerede analyser. Blandt applikationerne er:

  • Fuldstændigheds- og montagekontrol

  • Registrering af defekter

  • Registrering af fremmedlegemer

  • Målinger

  • Klassificering og sortering af objekter

  • Lokalisering af objekter

  • Styring af robotter/gribere

Facit: 3D-billedbehandlingens store fordel er, at man modtager et detaljeret billede af objektet i 3D. Det er vigtigt, når det handler om applikationer, hvor dybde, volumen og præcise målinger er af afgørende betydning.

The major advantage of 3D vision is that it provides a detailed 3D image of an object.
The major advantage of 3D vision is that it provides a detailed 3D image of an object.

 

SICKS VISION-PORTEFØLJE

SICK tilbyder den helt rette løsning, afhængigt af kundens behov og opgavens kompleksitet. Lige fra en enkelt vision-sensor til applikationsspecifikke systemer til billedbehandlingssensorer til digitale løsninger og serviceydelser til Machine Vision. SICKs portefølje omfatter et væld af forskellige kameraer og løsninger til industriel billedbehandling. Uanset om der anvendes 2D- eller 3D-kameraer, så er den grundlæggende software SICK Nova med til at konfigurere vision-applikationer hurtigt og let. SICK tilbyder en bred vifte af state-og-the-art løsninger og omfattende rådgivning, der er tilpasset til opgaven og anvendelsesområdet, så du kan finde en Machine Vision-løsning der passer til dine specifikke udfordringer. 

 

Flere artikler

Til den industrielle billedbehandling er der brug for fageksperter – korrekt gennemførelse af kvalitetskontroller

Læs mere

Til kamp mod støv: 3D Machine Vision registrerer store og små partikler

Læs mere

AI til alle: Løsninger til kvalitetskontrol ved hjælp af industriel billedbehandling

Læs mere

Interactive tool: Sensor solutions for consumer goods
Interactive tool: Sensor solutions for consumer goods
Interaktivt tool: Sensorløsninger til konsumvarer

Start nu

E-Guide: machine vision in the age of artificial intelligence
E-Guide: machine vision in the age of artificial intelligence
E-guide: Industriel billedbehandling i en tidsalder med AI

Download nu