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Verpackungspalettierung mit 3D-Sensoren in der Logistik

M3DS 3D 传感器 – 用于机器人和检测的精确 3D 数据

M3DS 系列 3D 传感器可生成细节丰富的 3D 点云，适用于工业图像处理、机器人和质量控制方面的高要求应用场景。它们精确地采集物体的形状、位置和高度信息，从而可靠地分析复杂的几何形状、不同的物体位置和最细微的细节。此外，强度和置信度图像还提供有关接收光的强度和各个测量点质量的信息。集成的滤波器直接在传感器中处理 3D 点云。

M3DS 3D 传感器概览

用于不同测量任务的两种方法

高的分辨率提供细节丰富的点云

虚假颜色显示、置信度和强度图像

适用于小型和大型测量体积的型号

GenICam 接口和 SDK 实现灵活的集成

外壳结构坚固，防护方式为 IP67

用于满足不同要求的条形法和相位法

根据测量任务的不同，可以在条形法和相位法之间进行选择。条纹技术适用于在反光金属表面或短的曝光时间下进行可靠的数据采集。相位法能够对最细微的高度差异和表面结构进行高分辨率成像。

额外的图像信息可用于全面的分析

除了 3D 点云外，传感器还提供对每个测量点的质量进行可视化的置信度图像。不可靠或不完整的测量范围可立即看到，并可对采集的 3D 数据进行精确的分析。

强度图像以高分辨率灰度图像的形式呈现表面反射率。3D 点云、置信度和强度图像共同提供几何和光学信息，用于识别、检测和质量控制。

直接在传感器中快速处理数据

在周期和节拍时间短的情况下，高的拍摄速度可实现可靠的采集。由于 3D 点云的全部计算都在传感器中直接进行，无需单独的图形卡或外部计算硬件。通过 1 至 10 Gbit/s 的以太网接口将 3D 数据传输到下游系统。如此简化了系统架构，减少了集成工作量，并实现了与苛刻生产过程的高效集成。

高分辨率可生成详细的 3D 数据

M3DS 系列具有 500 万和 1200 万像素的摄像机分辨率，可生成高分辨率的点云。由于点密度高，即使在要求苛刻的应用中也能精确地采集复杂的物体几何形状，并能可靠地识别细微结构和高度差异。

5 MP

12 MP

适用于工业环境的坚固 3D 传感器

耐温性

精确的 3D 测量需要不受环境条件影响的稳定测量结果。主动加热和冷却功能带有集成风扇，可确保传感器更快的达到最佳工作温度并保持恒定。如此缩短了预热时间，最大程度地减少了温度偏差，并确保了长期可重复的测量结果。

抗冲击性和抗振动性

坚固的机械和光学器件专为工业环境而设计，可确保高的可靠性。即使在振动、冲击或机器运动（例如在机器人手臂上）等条件下，传感器也能提供可靠、精确的测量结果。因此，即使在苛刻的生产条件下，也能确保稳定的运行。

防尘、防水

IP67 防护等级能够可靠保护传感器，使其免受灰尘、污垢和临时进水的影响。因此，它特别适合在环境影响（例如潮湿或灰尘）较大的生产区域使用。封闭式结构可保护敏感的传感器，有助于提高设备的可用性并降低维护需求。

3D 传感器适用于不同测量体积

M3DS1 用于较小的测量体积范围

M3DS1 系列传感器分辨率为 500 万和 1200 万像素，测量体积范围为 65 × 50 × 40 mm 至 295 × 245 × 200 mm。它们适用于小型物体或精细结构的应用。

M3DS2 用于较大的测量体积范围

M3DS2 系列的测量体积范围为 590 × 490 × 400 mm 至 1,300 × 1,000 × 1,000 mm，非常适合较大的工作范围。因此，它可以精确检测箱子、托盘和较大的物体。

针对处理后的 3D 数据的筛选选项

不同滤波器可直接在传感器内应用于所生成的 3D 点云。它们消除了不相关的测量点，减少了数据量，并简化了下游系统的后续处理。

中值滤波器

中值滤波器可消除零散测量噪声并对 3D 点云进行平滑处理，不会对边缘造成严重的影响。

SOR 滤波器

SOR（统计异常值去除）滤波器可检测并去除物体几何外的统计异常值。

高度滤波器

高度滤波器将点云限制在定义的区域内，并隐藏该区域外的测量点。

质量滤波器

质量滤波器使用为每个测量点计算的置信度值，从 3D 点云中自动移除测量可靠性较低的点。

出厂校准确保精确的测量结果

M3DS 系列传感器经过出厂校准和全面测试。因此，在调试后可立即获得完整的测量精度，无需额外的校准步骤或定期重新校准。这样可以减少调试和维护工作量，确保在运行过程获得稳定且可重复的测量结果。

得益于预先配置的功能，调试简单便捷

M3DS 传感器设有多种功能，可实现快速调试。自动调整、可选的速度和精度设置以及预定义的预设可减少设置工作量，并可轻松适应不同的测量任务。

自动调整

自动调整功能够根据被测的场景自动调整关键采集参数。如此简化了传感器设置，并确保了 3D 点云的一致质量。

速度或精度

根据应用的不同，可以将 3D 采集调整为较高的拍摄速度或较高的测量精度。因此，可以有针对性地调整传感器，以适应较短的周期时间或特别高的精度要求。

预设

预定义的预设可降低 3D 图像处理的门槛，而无需丰富的专业知识。它们为不同的物体和表面属性提供适当的拍摄参数，可以直接选择和调整。

深色物体

In einer Kiste liegen sehr dunkle Objekte.

协调参数支持深色和吸光表面的采集，以确保稳定的信号采集和完整的 3D 点云。

反光物体

In einer Kiste liegen metallische Objekte, die das Licht reflektieren.

专门调校的设置可减少反光或金属表面的过度曝光和测量伪影。

透明物体

In einer Kiste stehen vier Sixpacks von Flaschen mit einer transparenten Folie umwickelt.

优化的拍摄参数可最大程度地减少半透明材料的透光率和散射效应。

高精度

此设置可最大程度地提高精确测量和检查任务的测量精度和点云质量。

借助 wenglor Vision Viewer 可对 M3DS 系列的所有相关传感器参数进行直观的设置，并可清晰地显示 3D 点云。

可轻松集成到现有系统中

GenICam

得益于对 GenICam 标准的支持，3D 传感器可以无缝集成到现有的机器视觉系统中。标准化参数设置减少了集成工作量，并可实现跨制造商集成到软件解决方案中，例如 MVTec HALCON、NeuroCheck 和与 GenICam 兼容的其他图像处理系统。

软件开发工具包

软件开发工具包 (SDK) 可直接用来访问传感器功能、配置参数和 3D 数据。广泛的 API、文档和应用示例可以加快开发速度，并简化与自有软件解决方案的集成。由于支持 C++ 、Python 以及 Windows 和 Linux 操作系统，传感器可以灵活地集成到不同的硬件和软件环境中。

集成到机器人应用中

Der 3D-Sensor ist oberhalb des Arbeitsbereichs des Roboters installiert

M3DS 传感器可通过准备好的校准示例轻松地集成到自动抓取、取放或机器人引导等应用中。通过手眼标定功能，可精确建立 3D 传感器与机器人之间的精确空间位置关系。基于 SDK 的示例项目有助于快速实施并减少集成工作量。

GitHub 上的程序示例

GitHub 提供了用于集成 3D 传感器的参考实现方案和示例项目。提供的解决方案可以用作自身应用的起点。

3D 传感器的应用

用于机器人引导的 3D 传感器

在分拣工位的自动抓取

在大型货物配送中心，在自动化分拣工位通过自动抓取功能识别、抓取货物，并通过机械手将其移位。3D 传感器识别运输箱中摆放无序的物体，以便机器人随后能够可靠地抓取这些物体。

自动抓取金属部件

自动抓取功能利用 3D 传感器和机器人识别、抓取格栅箱中的物体并将其移位。传感器通过结构光生成 3D 点云，从中生成一个表面的三维模型。借助这些信息，机器人甚至可以识别和抓取极小的零件。

利用人工智能自动搬运钣金件

在板材加工中，人工智能用于机器的上料和下料，以对不断变化的零件几何形状做出反应。3D 传感器采集钣金件的几何形状并生成 3D 点云。该信息用作基于人工智能的真空夹具控制的基础。夹具的吸盘自动适应相应的工件。

对托盘上的纸箱进行卸垛

在大型物流中心，装有纸箱的托盘由机器人卸载，然后通过输送带继续运输。3D 传感器检测托盘上物体的精确位置，以便机器人能够可靠地抓取不同大小的纸箱。这样也可识别滑动的装载物。

用于检测任务的 3D 传感器

压铸电机外壳的3D表面检测

在制造铝制电动机压铸外壳时，必须确保对铸件进行微米级质量检测。为此，通过光测法对几何参数进行全自动三维检测。生成的 3D 点云可提供对象的所有检测数据，从而确保质量检查顺利进行。

物流中的混合包装码垛

包装码垛系统可将不同尺寸和形状的纸箱自动组合成稳固的托盘。在进料端，3D传感器会检测纸箱的尺寸、位置和朝向。另一个系统则负责控制托盘的堆垛过程。借助3D数据，机器人控制系统能够实现精确定位并确保作业过程中无碰撞。

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