openelab.de
openelab.com
ORBBEC Gemini 335 on kompakti stereoskooppinen 3D-kamera, jonka 50 mm:n stereoperusviiva sopii robotiikka- ja automaatioprojekteihin, joissa yksi USB-kamera halutaan toimimaan sekä sisä- että ulkoympäristöissä. Se kuuluu Orbbecin Gemini 330 -sarjaan ja yhdistää globaalisulkimella varustetun infrapunasetereon, aktiiviset ja passiiviset syvyystilat, RGB:n, 6 DoF:n IMU:n, kameran sisäisen MX6800-syvyyskäsittelyn ja laitteistosynkronoinnin 97 g:n IP5X-kotelossa.
Lyhyt vastaus: Gemini 335 on 330-sarjan yleiskäyttöinen malli tiimille, joka tarvitsee laajan näkökentän stereosyvyyttä kompaktissa robotissa, AMR:ssä, automaatiokiinnittimessä tai prototyypissä. Se käyttää 50 mm:n stereoperusviivaa, tukee ilmoitettua 0,10–20 m+:n toiminta-aluetta ja 0,26–3 m:n ihannealuetta sekä tuottaa syvyyskuvaa enintään tarkkuudella 1280 x 800 nopeudella 30 fps. Sen vahvuus ei ole ehdoton lupaus pitkästä toimintaetäisyydestä, vaan kyky yhdistää aktiivinen ja passiivinen stereotoiminta kompaktiin USB-rakenteeseen ja monipuolisiin käyttöönottovaihtoehtoihin.
Mikä on ORBBEC Gemini 335?
Gemini 335 on Gemini 330 -sarjaan kuuluva stereonäköanturi. Se on suunniteltu järjestelmiin, jotka tarvitsevat kolmiulotteista tietoa ilman, että jokaista robottia käsitellään vain sisäkäyttöön tarkoitettuna laitteena. Kamera laskee syvyyden kahdella globaalisuljinperiaatteella toimivalla infrapuna-anturilla. Hämärissä tai vähän tekstuuria sisältävissä näkymissä aktiivinen infrapunavalaistus voi lisätä hyödynnettävää visuaalista rakennetta. Kirkkaammissa olosuhteissa sama stereogeometria voi hyödyntää ympäristön luonnollista tekstuuria passiivisesti. Tämä aktiivisen ja passiivisen toiminnan yhdistelmä on syy siihen, miksi kameraa käsitellään usein mobiilirobotiikan, logistiikan, tarkastuksen ja teollisuusautomaation yhteydessä.
Tuotteen arvo on helpompi ymmärtää järjestelmän näkökulmasta. Mobiilirobotin on pystyttävä hahmottamaan vapaa lattiatila, kärryt, lavojen reunat ja ihmisen muotoiset esteet useammalta kuin yhdeltä etäisyydeltä. Kompaktin tarkastusjärjestelmän on ehkä asemoitava komponentti ennen kuin värimalli tutkii sen. Tuotantosolu saattaa tarvita RGB-kuvan, syvyyskartan ja yhtenäisen koordinaattijärjestelmän ilman, että kameran kiinnitykseen lisätään suurta laskentakuormaa. Gemini 335 tuottaa syvyystiedon; järjestelmäintegraattori rakentaa sen ympärille lopullisen päätöksentekologiikan.
Gemini 335:n tuotetiedot ja voimassa oleva Gemini 330 -sarjan tietolehti kuvaavat tuoteperheen sisä- ja ulkokäyttöön tarkoitettuna stereonäköalustana, jossa on USB Type-C, IMU, laitteistopohjaiset aikaleimat ja synkronointituki.
Miksi Gemini 330 -sarja on tärkeä robottinäössä
Aiemmat stereokameroita koskevat ratkaisut alkoivat usein yksinkertaisesta jaosta: kompakti kamera sisäkäyttöön tai erikoistuneempi kamera ulkoetäisyyksien mittaamiseen. Gemini 335 on suunniteltu tekemään tästä jaosta vähemmän jyrkkä. 330-sarjan ratkaisu yhdistää aktiivisen ja passiivisen stereon, joten kamera voi käyttää projisoitua infrapunatekstuuria silloin, kun siitä on hyötyä, ja hyödyntää luonnollista tekstuuria ympäristön valon ollessa voimakasta. Tämä ei tarkoita, että kaikista ulko-olosuhteista tulisi helppoja, mutta kameran lähtökohdat ovat laajemmat kuin aktiiviseen stereoon perustuvalla järjestelmällä, joka on tarkoitettu auringonvalolta suojattuihin huoneisiin.
MX6800-ASIC suorittaa syvyyskäsittelyn kamerassa. Tämä on sulautetulle järjestelmälle merkittävää, koska syvyyden muodostaminen tapahtuu pääosin kamerassa sen sijaan, että isäntälaitteen pitäisi muodostaa jokainen dispariteettikartta uudelleen antureiden raakakuvista. Se ei poista isäntälaitteen työkuormaa: pistepilven suodatus, kohteiden tunnistus, kartoitus, turvallisuuden valvonta ja visualisointi kuluttavat edelleen isäntälaitteen resursseja. Se kuitenkin tekee alkuperäisestä tiedonkulusta suoraviivaisemman.
Aktiivisen stereon osuus
Hämärässä tai heikosti teksturoiduilla pinnoilla kameran infrapunavalaistus voi tarjota stereovastaavuuksien määrittämiseen lisäpiirteitä. Siitä on hyötyä tilanteissa, joissa pelkkä passiivinen stereopari saattaa kamppailla löytääkseen riittävästi kuvan yksityiskohtia.
Passiivisen stereon osuus
Kirkkaammissa näkymissä luonnollinen visuaalinen tekstuuri voi tukea stereosyvyyden määrittämistä ilman, että luotetaan pelkästään projisoituun kuvioon. Suorituskyky riippuu edelleen valotuksesta, kohteen materiaalista, auringonvalosta ja infrapuna-antureiden käytettävissä olevasta kontrastista.
Gemini 335:n tekniset tiedot ja niiden käytännön merkitys
Alla olevat tiedot ovat peräisin Gemini 330 -sarjan tietolehdestä. Taulukossa ilmoitetaan myös käyttöolosuhteet, koska syvyyskameran lukuarvo ilman testikontekstia on helppo esittää todellista parempana. Käyttöönotossa on määritettävä oma laatukynnys ja varmistettava toiminta käytännössä.
| Kohde | Gemini 335 | Suunnittelun tulkinta |
|---|---|---|
| Syvyysarkkitehtuuri | Aktiivinen ja passiivinen stereonäkö, 850 nm:n LDM | Hyödyllinen vaihtelevissa valaistusolosuhteissa, mutta auringonvalo, heijastukset, läpinäkyvät kohteet tai piirteettömät kohteet voivat silti aiheuttaa ongelmia. |
| Perusviiva | 50 mm | Yhdistää kompaktin mekaanisen rakenteen yleiskäyttöiseen syvyysgeometriaan. 335L-mallissa on saatavana pidempi perusviiva projekteihin, joissa etäisyystarkkuus on ensisijainen tavoite. |
| Toiminta- ja ihanteellinen etäisyys | 0,10–20 m+ toimintaetäisyys; 0,26–3 m ihanteellinen | Suunnittele päätehtävä ihanteellisen käyttöetäisyyden ympärille ja varmista tarvittavan kohteen toiminta vaaditulla etäisyydellä. Yli 20 metrin lukema riippuu testiolosuhteista ja kohteen heijastavuudesta. |
| Syvyystuloste | Enintään 1280 x 800 nopeudella 30 fps | Tarjoaa yksityiskohtaista tietoa paikallisesta estegeometriasta ja työsolun havainnoinnista. Valitse lähtöprofiili isäntälaitteen kaistanleveyden ja viivebudjetin perusteella. |
| Syvyyskuvakenttä | 90° x 65° ±3° 2 metrin etäisyydellä | Laaja kattavuus eteenpäin suunnattuun robottihavainnointiin, mutta ajoneuvon puskurin, maston, haarukoiden ja kulmien katvealueet on silti tarkistettava fyysisesti. |
| Paikannustarkkuus | ≤1,5 % 2 metrin etäisyydellä, 1280 x 800, 90 % x 90 % ROI | Tiettyihin olosuhteisiin sidottu suorituskykyviite. Tuotteen teknisissä tiedoissa todetaan, että todellinen tarkkuus vaihtelee ympäristön valaistuksen ja mitattavan kohteen mukaan. |
| RGB ja IMU | Enintään 1920 x 1080 nopeudella 30 fps; 6 DoF:n IMU | Hyödyllinen väritietoisessa 3D-havainnoinnissa ja liikkeen huomioivassa anturifuusiossa; varmista valotus, kohdistus ja ajoitusominaisuudet kohdeohjelmiston kokonaisuudessa. |
| Liitäntä ja prosessointi | USB 3.0 / USB 2.0 Type-C; MX6800-kameran sisäinen prosessointi | Kätevä prototyyppeihin ja kompakteihin laskentakokonaisuuksiin. Tuotantokäytön kaapelinhallinta ja isäntälaitteen yhteensopivuus ovat edelleen tärkeitä. |
| Suojaus ja koko | IP5X; 90 x 25 x 30 mm; 97 g | Kompakti robottipäähän, mastoon tai kiinnikkeeseen. IP5X tarkoittaa pölysuojausta, ei suojausta vesisuihkuilta tai upotukselta. |
Teknisten tietojen lähde: Orbbec Gemini 330 Series Datasheet V1.6. Teknisten tietojen mukaan todellinen toimintaetäisyys ja tarkkuus vaihtelevat valaistuksen ja mitattavan kohteen mukaan.
Kuinka kauas Gemini 335 näkee oikeassa robotissa?
Paras vastaus ei ole yksinkertaisesti ”20 metriä”. Orbbec ilmoittaa 0,10–20 m:n tai sitä pidemmän toimintaetäisyyden ja huomauttaa, että kohteesta, jonka heijastavuus on yli 10 %, voidaan tuottaa syvyystietoja jopa 20 metrin etäisyydeltä. Lisäksi se ilmoittaa 335/336-sarjalle 0,26–3 metrin ihanteellisen käyttöetäisyyden. Molemmat ovat hyödyllisiä lukuja, mutta ne vastaavat eri kysymyksiin. Ensimmäinen kuvaa ilmoitetuissa olosuhteissa saavutettavaa suorituskykyaluetta. Toinen on parempi lähtökohta sille näkymän osalle, jossa yleiskäyttöinen robotti tarvitsee tiheää ja vakaata geometriatietoa.
Varaston sisäänkäynnin läpi liikkuvalla toimitusrobotilla aurinkoinen ulkotila ja pimeä sisätila voivat aiheuttaa hyvin erilaiset valotusolosuhteet. Lavalla kelmu, musta kumi, kiiltävä maalattu metalli ja heijastavat turvamerkinnät voivat kaikki käyttäytyä eri tavoin infrapunavalossa. Liikkuvassa robotissa tärinä, liikesumeus, likainen optiikka ja kaapelin liike aiheuttavat omat vaikutuksensa. Luotettava suunnittelu ei määritä pysähtymisetäisyyttä enimmäiskantaman perusteella. Sen sijaan siinä testataan vaadittu kohdekoko ja syvyystiedon kattavuus todellisella kiinnityskorkeudella, nopeudella ja valaistuksen vaihtumiskohdassa.
Gemini 335 -sovellukset
AMR:n navigointi ja paikallinen estegeometria
Gemini 335 voi tukea AMR:n paikallista havainnointikerrosta, jonka on nähtävä lastauskärryt, lavojen sivut, matalat esteet, käytävien geometria ja työsolun kiinteät rajat. Kompakti rakenne helpottaa sen sijoittamista eteen suunnattuun tai korotettuun kiinnityskohtaan. Navigointijärjestelmä yhdistää silti yleensä useita tietolähteitä, kuten pyöräodometriaa, LiDARia, lisäkameroita, turva-antureita ja karttalogiikkaa. Kamera on 3D-datan lähde, ei täydellinen turvajärjestelmä.
Teollisuusautomaatio ja työpisteen havainnointi
Kiinteässä automaatiosolussa kamera voi auttaa paikantamaan tarjottimen, säiliön tai työkappaleen ennen robotin liikkumista. RGB-kuva ja syvyystieto tarjoavat yksittäistä 2D-kuvaa monipuolisemman lähtötiedon, kun sovelluksessa on erotettava etuala taustasta tai arvioitava asento. Kameran sijoitus on arvioitava kaikkien odotettavissa olevien robotin asentojen yhteydessä, erityisesti silloin, kun työkalu tai tarttuja voi peittää näkökentän.
Tarkastus, mitoitus ja 3D-ympäristön ymmärtäminen
Jotkin tarkastussovellukset käyttävät syvyyttä geometrisena ehtona ennen erikoistuneemman kuva-analyysin aloittamista. Gemini 335 voi tunnistaa tason, erottaa kohteet etäisyyden perusteella tai määrittää, sijaitseeko kohde työskentelyalueen tarkoituksenmukaisessa osassa. Tarkka mittaus on käsiteltävä erillisenä validointiongelmana, jossa käytetään kalibroituja kiinnittimiä ja mitattua toistettavuutta, eikä sitä pidä päätellä pelkästään yleiskäyttöisestä syvyysspesifikaatiosta.
Mitä validoida ennen Gemini 335:n integrointia
- Kiinnitys ja näkökenttä: tarkista kameran sijainti, kun koko runko, hyötykuorma, masto ja kaapelisarja on asennettu. Työpöydällä selkeä näkökenttä voi kadota lopullisen koteloinnin jälkeen.
- Syvyyden laatu päätösetäisyyksillä: määritä lähellä, nimellisetäisyydellä ja kaukana sijaitsevat mittauskohdat. Mittaa sen lisäksi, näkyykö pistepilvi, myös se, ovatko peitto ja kohina aiotun toiminnan kannalta riittäviä.
- Valaistuksen vaihtelut: toista testi huoneessa, oviaukolla, voimakkaassa kattovalaistuksessa ja heijastavien pintojen lähellä. Tallenna lyhyitä aineistoja myöhempiä vertailutestejä varten.
- Ajoitus ja isäntäkoneen kuormitus: tarkista laitteiston aikaleimat, RGB-kuvan ja syvyyskuvan kohdistus, IMU:n taajuus, kuvahävikki, suorittimen ja grafiikkasuorittimen kuormitus sekä päästä päähän -latenssi käyttäen samoja virran profiileja kuin robotti.
- Mekaaninen luotettavuus: käytä jäykkää kiinnitystä, vedonpoistoa ja asianmukaista kaapelireittiä. Tärinä ja löysä liitin voivat näyttää havaintoalgoritmin ongelmalta.
- Järjestelmätason rajoitukset: päätä, mitä robotti tekee, kun syvyystiedot ovat puutteellisia, linssi on likainen, USB-yhteys katkeaa tai odottamaton kohde tulee kuolleeseen kulmaan.
Yksi hyödyllinen sääntö: validoi koko havainnointiketju kuvan kaappauksesta robotin toimintaan asti. 30 fps:n kameravirta ei yksinään osoita, että kuljetuksen, suodatuksen, kartoituksen, suunnittelun ja toimilaitteiden vaikutukset huomioiden päätöksentekosilmukka toimii 30 Hz:n taajuudella.
Tiivis kenttähyväksyntärutiini
Hyödyllinen hyväksyntärutiini on riittävän lyhyt toistettavaksi kiinnikkeen muutoksen, laiteohjelmistopäivityksen tai uuden robotin kokoonpanon jälkeen. Sijoita ensin edustavat kohteet lähimmälle päätösetäisyydelle, normaalille käyttöetäisyydelle ja kauimmaiselle etäisyydelle, jolla sovellus tarvitsee vielä geometriatietoja. Kirjaa syvyyspeitto, selvästi havaittavat aukot, kohinan vakaalla tasolla sekä kuvan tallennuksesta ohjelmiston tekemään päätökseen kuluva aika. Toista sitten samat kaappaukset tärkeissä valaistusolosuhteissa: normaalissa sisävalaistuksessa, oviaukon valaistuksenvaihdoksessa sekä reitin voimakkaimmassa heijastuksessa tai varjossa.
Testiin tulisi sisällyttää myös robotin oma liike. Aja tai liikuta kameraa odotettujen kiihtyvyyksien mukaisesti, tarkista, siirtyykö kiinnitys, ja varmista, ettei USB-kaapeli aiheuta ajoittaisia kuvakatkoja. Tallenna tulosten yhteyteen kameran asetukset, ohjelmistoversio, kohteiden sijoittelu ja muutama raakakuvallinen tallenne. Näin lupaavasta testiympäristön demonstraatiosta muodostuu vertailukelpoinen lähtötaso, johon tuloksia voidaan myöhemmin verrata, ja regressio-ongelman paikantaminen optiikan, mekaniikan, tiedonsiirron ja sovelluskoodin välillä helpottuu.
Gemini 335 vs. Gemini 335L vs. Gemini 336
Nämä kolme mallia ratkaisevat eri ongelmia. Gemini 335 on kompakti, yleiskäyttöinen malli 50 mm:n perusviivalla. Gemini 335L käyttää 95 mm:n perusviivaa, ja sen ilmoitettu ihanteellinen toiminta-alue on pidempi, 0,25–6 m, ja määritetty tilallinen tarkkuus 2 ja 4 metrin etäisyydellä on parempi. Se soveltuu paremmin tilanteisiin, joissa syvyystehtävä hyötyy pidemmästä perusviivasta. Gemini 336:ssa on sama keskeinen 335-luokan geometria, mutta siinä käytetään IR-päästösuodatinta, joka on suunniteltu vähentämään näkyvän valon häiriöitä vaikeissa, heijastavissa ja voimakkaasti häikäisevissä ympäristöissä. Se kannattaa valita tämän kuvausympäristön haasteen vuoksi, ei vain siksi, että mallinumero on suurempi.
Valitse Gemini 330 -sarjan tarpeisiisi sopiva malli
ORBBEC Gemini 335
Kompakti, yleiskäyttöinen 330-sarjan vaihtoehto robottien sisä- ja ulkotilojen havainnointiin USB:n kautta.
Näytä tuote
ORBBEC Gemini 335L
Valitse 95 mm:n perusviivamalli, kun pidempi ihanteellinen työskentelyetäisyys ja tarkempi geometria etäältä ovat tärkeimpiä.
Näytä tuote
ORBBEC Gemini 336
Harkitse IR-päästösuodattimella varustettua versiota, kun heijastukset ja näkyvän valon häiriöt ovat keskeinen kuvausympäristön haaste.
Näytä tuoteYhteensopivuus, ohjelmisto ja kiinnitys
Gemini 335 on UVC-yhteensopiva ja suunniteltu käytettäväksi Orbbec SDK:n kanssa. Kehitysohjelmassa varmista ensin asennetun ohjelmistoversion tukemat suoratoistoprofiilit ja määritä sen jälkeen kuvakehysten nimet, koordinaattikäytännöt, aikaleimoja koskevat odotukset sekä kameran ja robotin jalustan välinen kalibrointisuhde. RGB-D-kuva voi näyttää oikealta, vaikka sen koordinaattimuunnos olisi virheellinen. Siksi yksinkertainen geometrinen kohde ja toistettava robotin asento ovat hyödyllisiä integroinnin aikana.
Kameran USB Type-C -liitäntä tukee kompaktia johdotusreittiä, mutta tuotantoasennuksessa voidaan tarvita tarkoitukseen valittu kaapeli, mekaaninen kiinnitys, isäntäliitännän suojaus ympäristövaikutuksilta sekä vedonpoisto liikkuvissa tai tärinälle alttiissa kohdissa. IP5X-luokitus auttaa estämään pölyn pääsyn sisään, mutta se ei tarkoita IP65- tai IP67-kotelointiluokitusta. Suunnittele ulkoinen kotelo ja kaapelireitti sen altistuksen mukaan, jolle robotti todellisuudessa joutuu.
Lopullinen arvio
ORBBEC Gemini 335 on pätevä lähtökohta suunnittelutiimille, joka tarvitsee kompaktia 3D-näköä sisä- ja ulkotilojen automaatioympäristöihin. Se on parhaimmillaan, kun projekti tarvitsee yhden yleiskäyttöisen stereokameran, jossa on käytännöllinen USB-liitäntä, aktiivisen ja passiivisen syvyyden toiminta, kameran sisäinen käsittely, RGB, IMU ja 50 mm:n perusviiva. Valitse 335L, kun pidemmän perusviivan ratkaisema etäisyysongelma on todellinen prioriteetti, ja valitse 336, kun heijastava häikäisy tai näkyvän valon häiriöt määrittävät näkymän. Valitse kaikissa tapauksissa vaihtoehto todellisesta kohteesta tehtyjen mittausten perusteella, älä pelkän enimmäisetäisyysarvon perusteella.
Usein kysyttyä
Mihin ORBBEC Gemini 335:tä käytetään?
Gemini 335:tä käytetään 3D-havainnointiin robotiikassa ja automaatiossa, kuten AMR-navigoinnin tukena, työpisteen paikantamiseen, näkymän ymmärtämiseen, tarkastuksen esikäsittelyyn ja RGB-D-prototyyppisovelluksiin.
Onko Gemini 335 aktiivinen stereokamera?
Se tukee aktiivista ja passiivista stereonäköä. Aktiivinen infrapunavalaistus voi auttaa, kun näkymässä on vähän tekstuuria tai valoa on niukasti, kun taas passiivinen stereo voi hyödyntää näkymän luonnollista tekstuuria kirkkaammissa olosuhteissa.
Mikä ero on Gemini 335:n ja Gemini 335L:n välillä?
Gemini 335:ssä on 50 mm:n perusviiva ja ilmoitettu 0,26–3 metrin ihannealue. Gemini 335L:ssä on 95 mm:n perusviiva ja ilmoitettu 0,25–6 metrin ihannealue, joten se on soveltuvampi vaihtoehto projekteihin, joissa tarvitaan parempaa geometriaa pidemmillä etäisyyksillä.
Mikä ero on Gemini 335:n ja Gemini 336:n välillä?
336 on läheistä sukua oleva 335-luokan kamera, jossa on IR-läpäisevä syvyyssuodatin vähentämään näkyvän valon häiriöitä heijastavissa tai voimakkaasti häikäisevissä näkymissä. Se ei ole yksinkertaisesti yleiskäyttöinen 335:n korvaaja, vaan suodatinratkaisun sopivuus määräytyy näkymän mukaan.
Kuinka tarkka Gemini 335 on?
Orbbec ilmoittaa avaruudelliseksi tarkkuudeksi enintään 1,5 % 2 metrin etäisyydellä ilmoitetuissa 1280 x 800:n ja 90 % x 90 %:n ROI-olosuhteissa. Todellinen tarkkuus vaihtelee kohteen, valaistuksen, etäisyyden, asennuksen ja sovelluksessa käytettävän datan laatukynnyksen mukaan.
Voiko Gemini 335:tä käyttää ulkona?
Se on määritetty sisä- ja ulkokäyttöön, ja siinä hyödynnetään aktiivisen ja passiivisen stereon toimintaa. Ulkokäyttö on silti testattava robotin reitin todellisissa auringonvalo-, varjo-, heijastus- ja lämpöolosuhteissa.
Tukeeko Gemini 335 IMU:ta ja kameroiden synkronointia?
Kyllä. Gemini 330 -sarjan tietolehdessä ilmoitetaan 6 vapausasteen IMU, laitteistopohjaiset aikaleimat ja tuki usean kameran synkronoinnille. Järjestelmäohjelmiston on silti validoitava käyttämänsä ajoitus- ja koordinaattisuhteet.
Riittääkö IP5X teollisuusrobotille?
IP5X ilmaisee pölysuojauksen. Se ei tarjoa IP65:n tai IP67:n mukaista suojaa veden tunkeutumiselta. Suojausluokituksen on vastattava lopullisessa asennuspaikassa esiintyvää pöly-, pesu-, sää- ja puhdistusrasitusta.
