Современные роботы сталкиваются с трудностями при работе с такими материалами, как стекло, блестящий металл или насыщенно-чёрные поверхности. Эти объекты плохо поддаются считыванию стандартными 3D-датчиками, поскольку отражают или поглощают свет непредсказуемо. Это создаёт серьёзные проблемы для отраслей, где важны скорость и точность.
Исследователи из Института прикладной оптики и точной механики имени Фраунгофера (Fraunhofer IOF) представили революционную разработку под названием goROBOT3D — систему, которая сокращает время сканирования и анализа «трудных» материалов с 15 секунд до менее чем 1,5 секунды.
Как это работает
Традиционные методы не справляются с прозрачными или тёмными объектами, поскольку они искажают или поглощают свет, мешая построению точной 3D-модели. goROBOT3D использует иной подход — структурированную тепловизионную проекцию.
Система проецирует тепловой узор на поверхность объекта, а затем фиксирует его двумя тепловизионными камерами. С помощью пространственной кросс-корреляции из пары полученных изображений строится точная трёхмерная модель.
Ключевое усовершенствование — переход на однокадровую съёмку. Вместо медленной фринж-проекции применяется быстрое проецирование сложного теплового рисунка с помощью дифракционных оптических элементов, которые преобразуют лазерный луч в сложный шаблон.
Зачем это нужно
Новая технология позволяет за считанные миллисекунды получать полные 3D-данные, даже в сложных промышленных условиях. Это особенно важно для автоматизированных производственных линий, где каждый момент на счету.
Теперь вместо сотен тепловых снимков достаточно одной пары, чтобы получить полную 3D-модель. После этого искусственный интеллект анализирует объект и определяет точки захвата. Это даёт роботам возможность выполнять “bin-picking” — выборку предметов из хаотичной массы.
Скорость системы позволяет выполнять сканирование параллельно с захватом объекта, что поддерживает непрерывность производственного процесса. Кроме того, модульная архитектура goROBOT3D даёт возможность адаптировать его под различные отрасли.
Фраунгоферовский институт планирует представить технологию публике на выставке automatica 2025 в Мюнхене с 24 по 27 июня.
