适用于 3D 机器视觉的高度可扩展的 TI DLP 技术
1 应用简报
3D 机器视觉
3D 机器视觉是一种光学技术，可快速准确地获取物体的物理细节。利用数字化 3D 扫描数据，可以提取任何物体的尺寸（包括表面积、体积和特征尺寸）。结构光是一种 3D 扫描方法，主要原理是将一系列图形投影到物体上，并通过摄像头或传感器检测这些图形的失真情况。然后利用图像处理和三角测量算法将这些失真转换为 3D 点云。该点云可直接用于分析物体或轻松导出为多种 CAD 建模格式。
TI DLP 技术可实现适用于高分辨率便携式应用的可编程结构光解决方案。DLP 系统可以实时生成高度精确的非接触式 3D 数据，从而实现 3D 机器视觉。
特性和优势
- 高达 32 kHz 的快速、可编程图形速率
- 实时获取移动物体的 3D 扫描数据。
- 使用自适应图形集优化多个物体和环境的扫描速度和精度。
- 精确捕捉深度
- 实现低于 μm 级的测量精度。
- 使用可靠的反光 MEMS 微镜的数字开关
- 几乎不受色彩和环境影响，随时间和温度的变化保持性能不变。
- 通过 LED、激光或灯泡主动照明
- 多种波长可扫描各种材料。
- 实现出色的弱光性能。
适用于 3D 机器视觉的 DLP 解决方案
DLP 芯片组的 DMD（数字微镜器件）大小、像素间距、分辨率和波长功能各不相同。理想的 DLP 芯片组选择可能取决于扫描量的尺寸、图形速度和系统外形。本文档末尾的表格包含具有不同分辨率、速度和尺寸的芯片组产品。分辨率更高的 DMD 可实现更大的点云。高速 DMD 可通过更快的图形速度增加吞吐量。尺寸更小的 DMD 可实现小型解决方案。
示例应用
- 工厂自动化
- 工业机器人
- 医疗成像
- 牙科扫描/口腔内扫描 (IOS)
- 工业计量
- 生物识别
图 1-1 安装在机械臂上的 3D 扫描仪评估模块
通过选择广泛的评估模块 (EVM) 评估 DLP 技术，从而缩短设计周期。我们的 EVM 产品系列可实现 DLP 技术的分辨率、亮度、图形速度和可编程能力的完美组合。
TI 提供免费软件和固件下载，使开发人员可以通过基于 USB 的应用步骤编程接口 (API) 和易于使用的图形用户界面 (GUI) 轻松地创建、存储和显示高速图形序列。
要查找 EVM，请访问：
系统方框图
适用于 3D 机器视觉的 DLP 解决方案如图所示。DLP 技术通过提供单一或多个摄像机 3D 图像捕捉支持 3D 机器视觉功能。该系统将 DMD 用作空间照明调制器，搭配 DMD 控制器实现微镜的高速控制。TI LED 驱动器可为 DMD 提供照明以投影图像。从电源管理到支持系统的嵌入式处理器，TI 丰富的产品系列提供了完整的系统解决方案来打造理想的 3D 机器视觉设计。
图 1-2 系统方框图参考设计和生态系统支持
许多参考设计和第三方模块都可为开发人员提供框架，助力他们构建精确的 3D 扫描仪和 3D 机器视觉系统。参考设计包括原理图、方框图、物料清单、设计文件、软件和测试报告。参考设计和第三方模块包括从投影子系统到完整 3D 扫描仪设计的各种内容。
如需了解更多信息，请访问先进光控制参考设计、了解我们的第三方解决方案提供商以及光学模块制造商搜索工具。
| 数字微镜器件 (DMD) | 微镜阵列尺寸 | 像素数量 （百万像素） | 预存储图形数量 | 最大图形速率（预存储图形） (Hz) | 控制器 器件型号 | 评估模块 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 位 | 8 位 | 16 位 | 1 位 | 8 位 | 16 位 | |||||
| DLP2010NIR | 854 × 480 | 0.41 | 64* | 8* | 2487 | 272 | DLPC3470 | |||
| DLP2010LC | 854 × 480 | 0.41 | 64* | 8* | 2487 | 272 | DLPC3470 | DLP2010EVM-LC | ||
| DLP3010LC | 1280 × 720 | 0.92 | 51-64* | 6-8* | 2487 | 272 | DLPC3478 | DLP3010EVM-LC | ||
| DLP4500 | 912 × 1140 | 1.04 | 48 | 6 | 4225 | 120 | DLPC350 | DLPLCR4500EVM | ||
| DLP4710LC | 1920 × 1080 | 2.07 | 60-64* | 7-8* | 2500 | 437 | 2 个 DLPC3479 | DLP4710EVM-LC | ||
| DLP5500 | 1024 × 768 | 0.79 | 960 | 120 | 5000 | 500 | DLPC200 | |||
| DLP6500 | 1920 × 1080 | 2.07 | 400 | 50 | 11574 | 1446 | DLPC900 | DLPLCR65EVM | ||
| DLP7000 | 1024 × 768 | 0.79 | 不适用 | 32552 | 4069 | 2034 | DLPC410 | DLPLCR70EVM | ||
| DLP500YX | 2048 × 1200 | 2.46 | 800 | 100 | 50 | 16100 | 2016 | 1008 | 2 个 DLPC900 | DLPLCR50XEVM |
| DLP670S | 2716 × 1600 | 4.35 | 400 | 50 | 9523 | 1190 | 2 个 DLPC900 | DLPLCR67EVM | ||
* 预存储图形是列重复或行重复 (1D) 图形
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