Hogyan lehet 0,1 mm pontossággal mérni a tárgy és a kamera közötti távolságot?

Egy képfeldolgozási területen dolgozó ügyfél egy nagyon pontos feladattal szembesült. Egy újonnan fejlesztett kamera kalibrálásához, amelynek úgynevezett „lebegő lencséje” volt, pontosan rögzíteni kellett a tárgy és a kamera közötti távolságot. Még a legkisebb eltérések is befolyásolják a fókuszpozíciót, és így a képminőséget.

A kérdés az volt:

Melyik érzékelőmegoldás alkalmas megbízható távolságok detektálására körülbelül 500 mm mérőtávolságon, 0,1 mm pontossággal?

A lézer távolságérzékelő méri a távolságot az objektumtól a tesztasztali alkalmazásban a pontos pozícióérzékelés érdekében
Alkalmazásszerű beállítás a nagy pontosságú távolságméréshez szubmilliméteres tartományban

Miért kihívást jelent ez a mérési feladat

Optikai rendszerekben, például kamerákban bármilyen apró távolságkülönbség közvetlenül befolyásolja a kép élességét. Egy reprodukálható kalibrációhoz nem elég pusztán „közelítően” mérni. Stabil távolságmérés szükséges a szubmilliméteres tartományban.

Emellett a megoldásnak a lehető legérzéketlenebbnek kell lennie az objektum anyagára, színére vagy felületfelületére nézve. A tesztpad környezetében a tesztobjektumok változhatnak – de a mérésnek állandónak kell maradnia.

Miért nem elegendőek a klasszikus szenzorok itt

Sok szabványos érzékelő tiszta objektumfelismerésre van tervezve. Kapcsolójelet adnak, de nagy felbontású távolsági értéket nem adnak. A kalibrációs feladatokhoz azonban valós távolságmérésre van szükség – és nagyon finom felbontással.

Itt lép életbe egy mérési elv, amelyet kifejezetten ilyen feladatokra fejlesztettek: lézer trianguláció.

A megfelelő megoldás: lézeres távolságérzékelő trianguláció elvvel

Egy triangulációs szenzorban lézerpontot vetítenek a tárgyra. A belső vevőn a visszavert fénypont helyzete a távolságtól függően változik. A távolságot ebből a kiszorításból számítjuk.

Ez a módszer pontosan megadja a kamera kalibrálásához szükséges tulajdonságokat: a mérést nagyon magas felbontással végzik a szubmilliméteres tartományban. Ugyanakkor a folyamat nagyrészt független a tárgy színétől vagy a felület szerkezetétől. Ez azt jelenti, hogy a mérési eredmények stabilak maradnak, még akkor is, ha a tesztobjektumok vagy a világítási feltételek változnak.

Miért illik ide egy P3PC sorozatú érzékelő

A lézeres távolságérzékelő funkcionális elvének bemutatása triangulációval a pontos távolságméréshez
Optikai távolságmérés lézervetítéssel és a visszaverődési pont pozícióérzékeléssel

Erre a P3PC sorozat lézeres távolságérzékelője alkalmas. Ez a sorozat ipari környezetben történő pontos távolságmérésre van tervezve, és megbízhatóan lefedi a munkatávolságokat az 500 mm-es tartományban.

A próbaasztali környezetben az is fontos, hogy a paraméterek digitálisan be legyenek állítva. A tartományok, kapcsolási pontok vagy más beállítások mérése rugalmasan módosítható az IO-Linken keresztül. Mivel az eszköz helyi működése nem szükséges, a rendszer tiszta és könnyen integrálható.

Tipikus alkalmazási területek a kamera kalibrálásán túl

Ugyanez a feladat sok más területen is megtalálható, ahol a távolságokat nagyon szorosan kell figyelni. Ilyenek például a feladatok pozicionálása automatizálásban, távolságellenőrzések az alkatrész és a szerszám között, vagy szenzoroldali mérések tesztpadokon és fejlesztési környezetekben.

Ahol reprodukálható távolsági értékekre van szükség tizedes milliméter tartományban, ez az érzékelőtechnológia megbízható megoldást kínál.

Következtetés

A lebegő objektívekkel rendelkező kamerák kalibrálásához a nagy pontosságú távolságmérés elengedhetetlen. A triangulációs elvvel rendelkező lézeres távolságérzékelők stabil mérési értékeket biztosítanak 0,1 mm tartományban, miközben tartósak maradnak az anyag- és felületkülönbségekkel szemben.

Ez egy megterhelő kalibrációs feladatot technikailag irányítható mérési alkalmazássá alakít – reprodukálható, pontos és gazdaságilag megvalósítható.

Szerző

Picture of Max Mustermann

Max Mustermann

Munkakör