Caméras stéréo 3D : L'avenir des scanners de volume de chargement

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Blog Tolveet

-5 minutes de lecture-24 décembre 2024

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Chez Tolveet, nous avons développé le Scanner de volume de charge (LVS), une solution avancée utilisant des caméras stéréo 3D pour générer des nuages de points précis des camions à benne transportant des matériaux en vrac, tels que le minerai et les agrégats. Cette technologie innovante assure une estimation précise du volume de chargement, offrant une efficacité et une fiabilité sans précédent dans l'analyse du transport de matériaux en vrac.

Cet article vise à expliquer pourquoi les caméras 3D stéréo, améliorées par des algorithmes avancés de vision par ordinateur, sont un choix supérieur au Lidar pour la numérisation des volumes de charge dans les industries manipulant des matériaux en vrac. Bien que le Lidar présente certains avantages, l'approche stéréo de Tolveet, développée en interne et guidée par un logiciel inégalé, offre des performances inégalées dans des environnements difficiles.

Comprendre les technologies : Stéréo et Lidar

• Caméras stéréo 3D utilisent la profondeur, la couleur et les flux infrarouges pour créer un modèle 3D détaillé. Avec l'intégration d'algorithmes de vision artificielle avancés, ces systèmes surmontent les limites matérielles pour offrir une précision incomparable.
• LidarEn revanche, le système d'imagerie numérique collecte des données brutes sous forme de nuages de points via des impulsions laser. La majorité des solutions construisent des modèles 3D à partir de coupes 2D et de mesures de vitesse issues de capteurs distincts. Bien que précise sans post-traitement, cette approche manque de la flexibilité et de la profondeur des systèmes stéréo enrichis par des logiciels.

Pourquoi la stéréoscopie excelle dans la numérisation des volumes de matériaux

Affinement supérieur de la carte de profondeur

• Les cartes de profondeur stéréo brutes sont généralement moins précises que les données initiales du LiDAR. Cependant, les algorithmes de vision artificielle exclusifs de Tolveet, incluant les réseaux neuronaux, optimisent et corrigent ces cartes de profondeur.
• Notre système utilise des modèles de segmentation d'instances et des données historiques avec des cartes corrigées manuellement, alignées sur les flux de couleurs, pour améliorer la précision de la profondeur.
• Contrairement au Lidar, qui utilise des techniques d'assemblage plus simples, les systèmes stéréoscopiques avec logiciels avancés génèrent des nuages de points très précis, optimisés pour les mesures volumétriques.

Données multimodales pour les nuages de points étiquetés

• Les systèmes stéréoscopiques recueillent des flux synchronisés de données de profondeur, de couleur et d'infrarouge. Cela permet d'obtenir des nuages de points étiquetés, où chaque point est associé à des composants de camion ou à des sections de chargement spécifiques.
• Le Lidar n'a pas cette capacité intrinsèque, nécessitant des capteurs supplémentaires ou une intervention manuelle pour obtenir un étiquetage similaire.

Robustesse dans les environnements difficiles

• Les industries comme celles de l'exploitation minière et des agrégats présentent des défis uniques, notamment les particules de poussière, la pluie et les reflets. La solution stéréo de Tolveet, optimisée par un filtrage du bruit en temps réel et des algorithmes adaptatifs, fonctionne efficacement dans ces conditions.
• Le lidar, bien que précis dans des environnements contrôlés, est souvent sujet aux réflexions et interférences des particules, ce qui dégrade la qualité des données dans les environnements de matériaux en vrac.

Rentabilité et durabilité

• Les systèmes Lidar sont significativement plus coûteux que les caméras stéréo, les coûts de remplacement étant jusqu'à 20 fois supérieurs.
• Dans les environnements où les équipements risquent d'être accidentellement endommagés, le coût abordable et la durabilité des systèmes stéréo en font un choix plus pratique.

L'avantage Tolveet : Capacités logicielles avancées

Tolveet's Scanner de volume de charge se distingue par son logiciel innovant, conçu avec les technologies stéréo les plus récentes :

Sélection des images et alignement temporel

Un sous-ensemble d'images est intelligemment sélectionné en fonction des points d'intérêt des pièces du camion et de l'emplacement des principales étiquettes. Avec des techniques avancées d'estimation de la vitesse en vision par ordinateur, ces images sont transformées en un point temporel commun, assurant une reconstruction 3D précise.

Correction dynamique de la profondeur

Les réseaux neuronaux entraînés sur des cartes de profondeur et de couleur alignées ajustent et améliorent dynamiquement les données de profondeur, corrigeant les incohérences et garantissant des mesures précises.

Optimisation des mesures volumétriques

Nos algorithmes avancés analysent les nuages de points étiquetés pour fournir des volumes de charge précis. L'inclusion de données étiquetées offre des informations sur la répartition des charges, l'analyse des particules et la classification des matériaux, inaccessibles avec les données Lidar brutes.

Répondre aux avantages perçus du Lidar

Précision des données brutes

• Les données brutes du Lidar sont initialement plus précises, mais la méthode multi-flux du post-traitement avancé de la stéréo assure des résultats comparables, voire meilleurs.
• Basée sur des données historiques, la solution stéréo de Tolveet forme les caméras à mesurer les distances spécifiquement dans le contexte des mesures volumétriques de charge. Cette solution l'apprentissage continu permet au système de s'adapter et de s'améliorer continuellement, en relevant efficacement de nouveaux défis.

Simplification des exigences logicielles

• Le Lidar demande un logiciel moins sophistiqué pour générer des nuages de points de base, mais cela réduit la flexibilité et l'adaptabilité.
• Les systèmes stéréo, dotés d'algorithmes avancés, proposent une solution polyvalente capable de gérer des scénarios complexes.

Une technologie prête pour l'avenir

• Alors que les industries intègrent de plus en plus l'apprentissage automatique et l'IA, la capacité de la technologie stéréo à apprendre et à s'adapter en fait un choix pérenne.
• Le Lidar, avec son approche matérielle statique, manque de capacité d'adaptation.

Un témoignage de son potentiel

La décision de Tesla d'utiliser la vision stéréo au lieu du Lidar pour ses véhicules autonomes met en exergue les avantages de cette technologie :

• Rapport coût-efficacité: Les caméras stéréoscopiques sont bien plus abordables et extensibles que le LiDAR.
• Une précision pilotée par logicielLa dépendance de Tesla aux améliorations logicielles s'aligne sur l'approche de Tolveet, soulignant l'efficacité du post-traitement pour optimiser les performances matérielles.
• AdaptabilitéCapacité d'apprentissage et d'évolution de Stereo lui permet de rester pertinent au rythme des progrès technologiques.

De plus, selon un article de Voltequity, les limites du Lidar en matière d'évolutivité et de coût ont freiné son adoption dans plusieurs secteurs, soulignant la nécessité de solutions stéréoscopiques basées sur des logiciels.source ).

Se concentrer sur la mesure volumétrique : L'objectif final

Pour les clients recherchant des scanners de volume de charge, l'objectif principal est une mesure précise du volume. Les systèmes stéréoscopiques excellent dans ce domaine grâce à leur :

Intégration des données étiquetées : Les flux synchronisés permettent des analyses approfondies et offrent davantage de possibilités d'optimisation du post-traitement, fournissant des informations précieuses sur la répartition des charges et la dynamique des camions.

Capacités d'apprentissage : Des algorithmes avancés de vision artificielle permettent au système de s'améliorer progressivement et d'offrir des résultats toujours plus efficaces.

Une précision rentable : En combinant un coût abordable et un logiciel de pointe, les systèmes stéréo offrent une valeur inégalée pour les mesures volumétriques dans les industries manipulant des matériaux en vrac.

Conclusion

Les caméras 3D stéréo, optimisées par les algorithmes avancés de vision par ordinateur de Tolveet, représentent l'avenir de la numérisation des volumes de charge dans des domaines comme l'exploitation minière et les agrégats. Bien que le Lidar ait certains avantages, la flexibilité, l'adaptabilité et la rentabilité des systèmes stéréoscopiques en font le choix privilégié pour les environnements difficiles. En optant pour le scanner de volume de charge de Tolveet, vous investissez dans une solution éprouvée, développée en interne, offrant des mesures volumétriques précises tout en étant pratique et économique. Notre technologie est non seulement prête pour les défis actuels, mais elle est aussi conçue pour s'adapter et performer dans l'avenir.