Cámaras estereoscópicas 3D: El futuro de los escáneres volumétricos para camiones

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Blog de Tolveet

-5 minutos de lectura-24 de diciembre de 2024

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En Tolveet, hemos desarrollado el Escáner Volumétrico para Camiones LVS, una solución avanzada que utiliza cámaras 3D estereoscópicas para generar nubes de puntos de alta precisión de camiones volquete que transportan materiales a granel, como minerales de minería y áridos. Esta tecnología innovadora asegura una estimación exacta del volumen de carga, ofreciendo eficiencia y fiabilidad incomparables en el análisis del transporte de materiales a granel.

El propósito de este artículo es explicar por qué las cámaras 3D estéreo, optimizadas con algoritmos avanzados de visión por ordenador, son superiores al Lidar para la exploración de volúmenes de carga en industrias que manejan materiales a granel. Aunque Lidar tiene ciertas ventajas inmediatas, el enfoque estereoscópico basado en software desarrollado por Tolveet ofrece un rendimiento inigualable en entornos difíciles.

Entendiendo las Tecnologias: Estéreo vs. Lidar

• Cámaras 3D estereoscópicas utilizan secuencias de profundidad, color e infrarrojo para crear un modelo 3D detallado. Con algoritmos avanzados de visión por ordenador, estos sistemas superan las limitaciones del hardware, ofreciendo una precisión excepcional.
• LidarPor su parte, recopila datos brutos de nubes de puntos mediante pulsos láser. La mayoría de las soluciones ensamblan modelos 3D basados en cortes 2D y mediciones de velocidad obtenidas de sensores independientes. Sin embargo, aunque es preciso sin posprocesamiento, este enfoque carece de la flexibilidad y profundidad que ofrecen los sistemas estereoscópicos mejorados con software.

Por qué Stereo se destaca en la exploración de volúmenes de carga

Perfeccionamiento superior del mapa de profundidad

• Los mapas de profundidad estereoscópicos sin procesar suelen ser menos precisos que los resultados iniciales de LiDAR. Sin embargo, los algoritmos de visión por ordenador de propiedad de Tolveet, incluidas sus redes neuronales, refinan y corrigen estos mapas de profundidad.
• Nuestro sistema utiliza modelos de segmentación de instancias y datos históricos con mapas corregidos manualmente, alineados con flujos de color, para mejorar la precisión de la profundidad.
• A diferencia del lidar, que utiliza técnicas de montaje más simples, los sistemas estereoscópicos mejorados con software avanzado generan nubes de puntos de alta precisión optimizadas para mediciones volumétricas.

Datos multimodales para nubes de puntos etiquetadas

• Los sistemas estereoscópicos capturan secuencias sincronizadas de profundidad, color e infrarrojo. Esto permite obtener nubes de puntos etiquetadas, donde cada punto se asocia a componentes específicos del camión o secciones de carga.
• Lidar carece de esta capacidad nativa, por lo que requiere sensores adicionales o intervención manual para lograr un etiquetado similar.

Solidez en entornos difíciles

• Industrias como la minería y los áridos presentan desafíos únicos, como partículas de polvo, lluvia y reflejos. La solución estereoscópica de Tolveet, potenciada con filtrado de ruido en tiempo real y algoritmos adaptativos, garantiza un rendimiento confiable en estas condiciones.
• Aunque preciso en entornos controlados, el Lidar suele enfrentar problemas con los reflejos y las interferencias de partículas, disminuyendo así la calidad de los datos en entornos de materiales a granel.

Rentabilidad y durabilidad

• Los sistemas Lidar son considerablemente más costosos que las cámaras estereoscópicas, con costos de sustitución que pueden ser hasta 20 veces mayores.
• En entornos donde los equipos son propensos a daños accidentales, la asequibilidad y durabilidad de los sistemas estéreo los convierten en una opción práctica.

La ventaja Tolveet: Funciones de software avanzadas

Tolveet's Escáner Volumétrico para Camiones se destaca por su software de vanguardia, diseñado específicamente con la tecnología estereoscópica más avanzada:

Selección de fotogramas y alineación temporal

Se selecciona inteligentemente un subconjunto de fotogramas basado en los puntos de interés inferidos de las piezas del camión y la ubicación de las etiquetas clave. Usando técnicas avanzadas de estimación de velocidad por visión por computadora, estos fotogramas se transforman a un punto temporal común, asegurando una reconstrucción 3D precisa.

Corrección dinámica de la profundidad

Las redes neuronales entrenadas con mapas alineados de profundidad y color ajustan y perfeccionan dinámicamente los datos de profundidad, corrigiendo las incoherencias y garantizando mediciones precisas.

Optimización de la medición volumétrica

Nuestros avanzados algoritmos analizan las nubes de puntos etiquetadas para proporcionar volúmenes de carga precisos. La inclusión de datos etiquetados ofrece información sobre la distribución de la carga, el análisis de partículas y la clasificación de materiales, que no se puede obtener con datos Lidar sin procesar.

Ventajas percibidas de Lidar

Precisión de los datos brutos

• Los datos brutos de Lidar son inicialmente más precisos, pero el enfoque multiflujo del posprocesamiento avanzado de imágenes estereoscópicas garantiza resultados comparables o superiores.
• Aprovechando los datos históricos, la solución estereoscópica de Tolveet entrena las cámaras para medir distancias específicamente en el contexto de mediciones volumétricas de carga. aprendizaje continuo permite que el sistema se adapte y mejore con el tiempo, abordando efectivamente nuevos desafíos.

Requisitos de software más sencillos

• Lidar requiere un software menos sofisticado para la generación básica de nubes de puntos; sin embargo, esta simplicidad sacrifica flexibilidad y adaptabilidad.
• Los sistemas estéreo, impulsados por algoritmos avanzados, ofrecen una solución más versátil capaz de gestionar escenarios complejos.

Tecnología preparada para el futuro

• A medida que las industrias adoptan más el aprendizaje automático y la IA, la capacidad de la tecnología estereoscópica para aprender y adaptarse la convierte en una opción preparada para el futuro.
• Lidar, con su enfoque estático basado en hardware, carece de adaptabilidad.

Un testamento de su potencial

La decisión de Tesla de usar visión estereoscópica en lugar de Lidar para sus vehículos autónomos resalta las ventajas de esta tecnología:

• Relación coste-eficaciaLas cámaras estereoscópicas son más asequibles y escalables que el Lidar.
• Precisión basada en softwareLa confianza de Tesla en las actualizaciones de software coincide con la perspectiva de Tolveet, que destaca el poder del posprocesamiento para optimizar el rendimiento del hardware.
• AdaptabilidadLa capacidad de Stereo para aprender y evolucionar asegura su relevancia con el avance de la tecnología.

Además, como se indica en un artículo de Voltequity, las limitaciones inherentes del Lidar en términos de escalabilidad y costo han reducido su adopción en diversos sectores, subrayando aún más la necesidad de soluciones estereoscópicas basadas en software.fuente ).

Centrarse en la medición volumétrica: El objetivo final

Para los clientes que buscan un escáner volumétrico para camiones, el objetivo principal es obtener mediciones volumétricas precisas. Los sistemas estereoscópicos son destacados en este ámbito debido a su:

Integración de datos etiquetados: Los flujos sincronizados permiten realizar análisis más detallados y brindan más oportunidades de mejora en el posprocesamiento, ofreciendo valiosas perspectivas sobre la distribución de carga y la dinámica de camiones.

Capacidades de aprendizaje: Los algoritmos avanzados de visión por computadora permiten que el sistema mejore con el tiempo, proporcionando resultados cada vez mejores.

Precisión rentable: Al combinar la asequibilidad con software de última generación, los sistemas estereoscópicos ofrecen un valor incomparable para la medición volumétrica en industrias que manejan materiales a granel.

Conclusión

Las cámaras estereoscópicas 3D, mejoradas con avanzados algoritmos de visión por computadora de Tolveet, representan el futuro en exploración de volúmenes de carga para sectores como minería y áridos. Aunque Lidar tiene sus fortalezas, la flexibilidad, adaptabilidad y costo-efectividad de los sistemas estereoscópicos los posiciona como la mejor opción para entornos difíciles. Al seleccionar el Load Volume Scanner de Tolveet, está invirtiendo en una solución probada, desarrollada internamente, que ofrece mediciones volumétricas precisas, siendo práctica y económica. Nuestra tecnología está preparada para enfrentar desafíos actuales y destacarse en el futuro.