Generelt

I Puls Design A/S opdeler vi måleapparaterne i to grupper: Laserscannere og 3D-kameraer. Teknologierne i de to grupper er forskellige, men begge virker kort fortalt ved at belyse det pågældende emne eller område med laserlys og afhængig af princippet kan emnets form udledes af det tilbagekastede lys. Begge teknologier er, i forhold til traditionel vision, meget upåvirkelige i forhold til udefrakommende lys og derfor kan apparaterne i de fleste tilfælde bruges uden afskærmning og varianter kan også fungere udendørs på trods af sollys.

Der er en række fordele ved begge teknologier, som er værd at lægge mærke til:

• Ingen krav til omfattende ekstern lyssætning.
• Ingen fysisk kontakt med emnet eller området.
• Høj grad af upåvirkelighed fra omgivende lysforhold - også muligheder udendørs.
• Høj målehastighed og hurtige resultatsudregninger.
• Høj præcision kan opnås.
• Store skaleringsmuligheder mht. dimensioner: fra små til store måleområder.

Teknologien og varianten af måleapparater, der benyttes i en løsning, vil selvsagt afhænge af kravene, der stilles. Nedenfor følger en overordnet beskrivelse af laserscannere og laserkameraer.

Samarbejde med SICK

Puls Design A/S har erfaring med disse metoder siden 1997, hvor vi konstruerede vores første volumenopmålingssystem med laserscannere fra SICK. Vores tætte relation til SICK har givet os et ekstremt godt kendskab til produkternes virkemåde og muligheder, og i de senere år har vi udviklet flere laserscannerbaserede produkter for SICK's udviklings-afdeling i Tyskland.

Erfaring og platform

Apparaterne er komplicerede apparater, hvilket gør, at vores erfaring er nødvendig for at opnå de forventede resultater. Nøglen til løsningerne er software, hvilket vi har mange års erfaring i at udvikle til apparaterne. Dette gælder blandt andet vores softwareplatform, VoluMatrix, som er udviklet til de behov laserscannere og laserkameraer stiller. Denne softwareplatform er under konstant udvikling, da den benyttes i forbindelse med de fleste nye projekter.

Se desuden Case Studies for eksempler på løsninger med disse apparater. Vi udnytter i høj grad muligheden for at tilpasse vores eksisterende løsninger til nye behov. Det giver en betydelig økonomisk fordel, da mange, umiddelbart forskelligartede løsninger, ofte kan løses efter samme metode. Derfor kan vi i mange tilfælde tilpasse tidligere løsninger efter nye behov.

Applikationer

Vi har erfaringer indenfor en lang række applikationsområder, som f.eks. transport af varer, medicinalbranchen, trævarer og fødevarer. Vi har også løsninger, hvor der er krav om f.eks. indkapsling af apparaterne i rustfrit stål, som det i mange tilfælde er påkrævet i fødevarebranchen.

Laserscannere

Laserscannere bygger på teknologier hvor man via kendskabet til lysets hastighed, kan bestemme måleafstanden som funktion af tidsforskellen fra afsendt til modtaget lyssignal. Denne teknologi benyttes i punktmålere, som blot måler afstanden til et givent punkt. I laserscannere roteres udsendelse- og modtagelsevinkel gradvist, så en hel vifte af punkter opmåles i afstand fra laserscannerens centrum. Punkterne, som måles, er områder på det emne som laserlyset oplyser. Laserscanneren kan derfor overordnet godt ligne en radar en del i virkemåde. Afhængig af materialets beskaffenhed, struktur og lysets vinkel på overfladen, vil mere eller mindre lys blive reflekteret. I nogle typer laserscannere er denne refleksionsgrad også målelig og dermed haves både en afstand og en refleksionsgrad for hvert 'punkt'. Refleksionsgraden kan afsløre mønstre, mærkater, overfladeændringer osv., som man også kender det fra vision.

3D-kameraer

I 3D-kameraets tilfælde belyses emnet normalt med en konstant laserlyskilde, som er bredt ud i det, man kalder et lysgardin. Hvis man forestiller sig, at et emne belyses ovenfra med sådan en lyskilde og man kigger med et kamera skråt ind fra siden, som på billedet, så vil laserlyset optegne en kontur på emnet, som kameraet kan opfange. Har man et farvefilter (tilpasset laserlysets bølgelængde) foran kameraet, kan man minimere uønsket lys og ende op med en skarpt gengivet kontur af emnets overflade. For at tage hensyn til geometri mellem laserkilde og kamera samt kameraets indvendige geometrier, kan man f.eks. kalibrere hver af kameraets pixels til egentlige koordinater i det ’rum’ kameraet kigger på. 3D-kameraer fås som hele og færdigkalibrerede løsninger eller de kan opbygges af laser og kamera i de geometrier, der måtte være interessante. I så fald skal man kalibrere opstillingen selv. Vi bruger laserkameraer som er optimerede til at behandle konturer, hvilket gør dem meget mere effektive til 3D-opmåling end normale kameraer.

Laserklasser

Både laserscannere og laserkameraer kan benytte synligt (ofte rødt) og usynligt lys (infrarødt). Jo kraftigere laserens effekt er, jo bedre kan apparatet måle på mørke og blanke emner. Laserens effekt definerer hvilken laserklasse, apparatet kan kategoriseres i. Oftest benytter vi apparater i laserklasse 2, hvor gennemsnitseffekten er maksimalt 1mW. Disse angives også som eyesafe fordi de under normale forhold ikke kan yde skade på en persons øjne. Apparater i laserklasse 3B kan derimod, både med direkte lys og indirekte refleksioner, skade en persons øjne og derfor kræves der en række forholdsregler som f.eks. afskærmning for at undgå risici for øjenskader på personale. Her tillades gennemsnitlige effekter op til 500mW, selvom vi sjældent benytter lasereffekter over 10mW.

Tre dimensioner

Begge typer måleapparater måler afstanden til en række punkter i en todimensionel vifte - en kontur. Repeteres dette imens måleapparat eller emne bevæger sig i forhold til hinanden (langs den tredje akse) fås en sekvens af todimensionelle konturer, som svarer til en tredimensionel punkt-beskrivelse af emnet. Jo hurtigere og jo mere nøjagtigt, der måles, jo finere bliver beskrivelsen af emnet. Når denne tredimensionelle beskrivelse haves, er det op til efterbehandlingen i form af den rette software, at udtrække de data man ønsker. F.eks. kan dette være dimensioner, position, om et emnes form svarer til en standardbeskrivelse, optælling af emner, hvor hurtigt et emne bevæger sig mm - mulighederne er mange, når man har opmålt emnet tredimensionelt. I tillæg til at udregne førnævnte parametre for emnet, kan man også visualisere det opmålte 3D-billede.

Målepræcision

Generelt kan man sige at laserscannere er gode til at opmåle større områder end laserkameraer. Til gengæld tilbyder laserkameraer i det fleste tilfælde bedre nøjagtighed og mindre måleusikkerhed end laserscannere. Den endelige præcision en løsning tilbyder, vil i sidste ende dog afhænge af krav som målehastighed, minimering af rystelser af emne og måleapparat, emnestørrelser, materialebeskaffenhed af emner og omgivelser samt i nogle tilfælde omgivelsernes lysforhold. Typisk kan den endelige måleusikkerhed ligge mellem +/-0,1mm til +/-20mm afhængig af løsningen.

Certificering

Puls Design A/S har erfaring indenfor godkendelse og certificering af målesystemer. Dette kunne f.eks. være i henhold til International Organization of Legal Metrologys (OIML), MID (Measuring Instruments Directive), som stiller krav til godkendelse f.eks. indenfor taksering af pakker og gods ved transport.

Kontakt os for yderligere information.