金屬與高反光物件的 3D Bin Picking 解決方案

‌挑戰

對於利用視覺導引機器人執行取料任務的機器視覺系統而言，金屬與高反光物件是一大挑戰。物件表面的反光容易造成定位誤差，進而在 3D 影像處理過程中產生雜訊或偽影。

然而，在自動化工廠中使用機器人進行作業時，精準的 Bin Picking（料箱取料） 至關重要，才能正確辨識並抓取物件。

‌解方

來自義大利的軟體公司 Euclid Labs 專門提供完整的 3D 視覺軟體解決方案，並自行開發及製造名為 Nak3D 的工業 3D 雙目視覺系統。

Nak3D 由兩台 Basler acA1920-155um 相機與一道紅色線雷射組成。Basler acA1920-155um USB 3.0 相機搭載 Sony IMX174 CMOS 感光元件，在 2.3 MP 解析度下可達每秒 164 幀，並對紅色雷射光具有高感光度。

Euclid Labs 將相機與線雷射整合為可靠的雙目視覺系統：兩台相機以及控制雷射旋轉的馬達皆連接至 PC，由 PC 逐步掃描並擷取兩台相機的影像與雷射線位置。取得的 3D 資料則透過外部視覺運算電腦上的 Euclid Labs 軟體套件進行處理與視覺化。

‌系統依照下列各步驟運作：

移動線雷射
同步使用兩台相機擷取影像
執行完整的立體視覺分析，建立初始點雲
過濾點雲，僅保留位於雷射平面上的點（以雷射線作為篩選條件）
將可靠的資料點加入最終點雲
重複上述步驟，直到雷射掃描完整個掃描範圍

透過雙目視覺與線雷射的結合，系統能過濾點雲中的偽影，即使面對高反光物件，也能建立精準的 3D 影像。因此，相較於其他技術，Nak3D 特別適合處理反光物件。

Nak3D 系統連接至 Euclid Labs 的 Bin Picking 軟體套件後，軟體會以點雲資料為基礎辨識工件，並規劃機器人的抓取路徑。Nak3D 提供不同尺寸，可因應不同的掃描範圍；亦可客製搭配更細的雷射線，以辨識僅數毫米大小的物件。

Euclid Labs 高效能的 Nak3D 視覺系統，可讓機器人精準抓取料箱中隨機堆放的金屬與高反光零件，再將其放入機台或輸送帶進行後續加工。相較於結構光產品，此解決方案具備良好的成本效益，協助機器人製造商、設備製造商及系統整合商因應市場需求，開發適用於高難度取料任務的 Bin Picking 解決方案。