3D Kamera Teknolojileri ve Endüstriyel Kullanım Alanları

Endüstriyel görüntü işleme sistemlerinde kullanılan 3D kameralar, çalışma prensiplerine göre farklı kategorilere ayrılmaktadır:

• Stereo Vision Kameralar
• Time of Flight (ToF) Kameralar
• Line Profile / Sheet of Light (Lazer Çizgi) Kameralar

Bu kameralar tarafından elde edilen kartezyen görüntüler, X, Y ve Z eksen bilgilerini içeren disparity map veya point cloud (nokta bulutu) formatında sunulmaktadır. Her pikselin Z ekseni üzerindeki derinlik verisi, nesnelerin üç boyutlu uzaydaki gerçek konumlarının belirlenmesini sağlar.

3D Görüntü İşleme ve Yüzey Eşleştirme

Geleneksel 2D görüntü işleme tekniklerine ek olarak, 3D yüzey eşleştirme (3D Surface Matching), endüstride sıkça kullanılan önemli bir tekniktir. Bu yöntem, konveyör üzerindeki veya bir kutu içinde bulunan parçaların tespit edilmesi, merkez koordinatlarının belirlenmesi ve dönme açılarının hesaplanması için kullanılır.

Özellikle robotik pick & place (robot ile alma ve yerleştirme) uygulamalarında, bu teknik sayesinde robotlar nesnelerin konumlarını hassas bir şekilde belirleyerek operasyonlarını optimize edebilir.

3D Görüntü İşleme Sisteminin Bileşenleri

Bir 3D görüntü işleme sistemi, aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

• Görüntü işleme yazılımı (GUI) → Kullanıcı dostu bir arayüz ile nesnelerin tanıtılması ve tutma noktalarının belirlenmesi sağlanır.
• PLC ve robot programları → Sistem ile robot arasındaki veri alışverişi gerçekleştirilir.
• Haberleşme ve entegrasyon yazılımları → Endüstriyel otomasyon sistemleri ile sorunsuz iletişim sağlanır.

3D Nesne Tanıma ve Yüzey Tarama

Tıpkı 2D nesne tanıma ve eşleştirme yöntemlerinde olduğu gibi, 3D görüntü işleme sistemlerinde de nesneler tüm yüzeyleri ile öğretilmektedir. Bu süreçte:

• CAD dosyaları veya farklı açılardan çekilmiş parçalar kullanılarak eğitim (train) işlemi gerçekleştirilir.
• Sistem, nesnenin tüm noktalarını öğrenir ve point cloud verisi ile karşılaştırma yaparak yüzey taraması gerçekleştirir.
• Eşleşme sonucuna göre parçanın uzaydaki konumu ve dönme açıları belirlenir.

3D CAD Modelleme ile Nesne Tespiti

Özellikle konveyör bantları veya depolama alanlarında bulunan nesneler, kameraların bakış açısından sadece tek bir yüzeyi ile görülebilir. Ancak gelişmiş 3D eşleştirme algoritmaları, bu yüzeyden yola çıkarak nesnenin tamamını belirleyebilir.

Örneğin:

• Parçalar dikey, yatay veya eğik açılarda gelebilir.
• Bazen nesneler üst üste binmiş olabilir.
• Bu gibi durumlarda, tüm nesnelerin ayrıştırılması ve doğru şekilde tespit edilmesi gerekmektedir.

Robotik Uygulamalarda 3D Görüntü İşleme

Endüstriyel robot sistemlerinde, her bir parçanın:

• Merkez koordinatları
• Tutma noktaları (gripper positioning)
• Dönme açısı (rotation angle)

belirlenerek, robotun ilgili nesneyi alıp doğru noktaya yerleştirmesi sağlanır.

Bu yöntem, üretim hatlarında hızlı, hassas ve otomatik bir iş akışı oluşturur, böylece verimlilik artışı ve hata oranlarının minimuma indirilmesi sağlanır.