Line laser 3D scanner dùng trong công nghiệp

Nguyên lý quang học máy laser 3D scanner, và các ứng dụng phổ biến.

Line laser 3D scanner được phát triển bắt đầu từ những năm 1960, nhưng đến bây giờ vẫn được sử dụng khá rộng rãi trong công nghiệp, dạo gần đây nó còn được dùng như là hobby kết hợp với in 3D.

Về cơ bản thì nó khá đơn giản, và dễ build: bao gồm 1 camera và 1 line laser. Ai muốn làm test thì có thể dùng 1 web cam với 1 line laser, giá cũng rẻ.

Về mặt toán học, tia laser được mô hình như là 1 mặt phẳng, camera được mô hình như là 1 hình pyramid, vật thể cần chụp thì ko có hình dạng xác định, đường 3D mà scanner chụp được chính là giao giữa mặt phẳng laser, hình pyramid camera và bề mặt của vật. Tuy vật ko được mô hình hóa nhưng do chiếu laser lên thì camera có thể nhìn thấy được, từ đó ta có thể tính được đường giao nhau này trong tọa độ 3D (thực ra là tính từng điểm nhìn thấy từ camera của đường này).

Do mỗi frame scan ta chỉ thu được 1 đường 3D (nhưng tốc độ nhanh), nên laser 3D scanner phải đi kèm với 1 cái linear motion, hoặc là vật cần scan chạy trên conveyor. Tùy theo yêu cầu mà ta có thể config cho nó scan theo chiều dài nào đó, hoặc scan liên tục. Do đó laser 3D scanner phù hợp cho các ứng dụng có liên quan đến conveyor, hoặc vật có độ dài dài.

Tùy theo ứng dụng mà scanner được config khác nhau, dùng 1 camera 1 laser, 1 camera 2 lasers, hoặc nhiều camera nhiều laser.

Laser 3D scanner trong công nghiệp thì thường giá cỡ 15k$ trở lên.

Ứng dụng phổ biến trong công nghiệp là:

- Kiểm tra bề mặt sản phẩm có bị lỗi không (xước, nứt, …)

- Kiểm tra PCB trong hệ thống hàn tự động: kiểm tra xem robot có bỏ sót con tụ/điện trở hay chip nào không

- Kiểm tra thực phẩm: sản xuất bánh có đúng size không

- Kiểm tra kích thước sắt thép

- Kiểm tra kích thước gỗ

- …..