Perbandingan Sistem Visi 2D, 2.5D dan 3D

Pendahuluan

Sejarahnya dimulai pada tahun 1960-an dengan penemuan CCD (Charge-Coupled Device), yang membuka jalan bagi sistem pengukuran berbasis visi.

Pada tahun 1970-an, sistem penglihatan 2D mulai muncul di laboratorium sebagai sistem pertama yang digunakan untuk inspeksi target dan kualitas.

Penelitian tentang sistem 3D pada tahun 1980-an mulai terbentuk, meskipun teknologi ini dianggap terlalu mahal dan tidak praktis untuk produksi massal. Saat ini, visi mesin tetap menjadi pusat dari Revolusi Industri ke-4 dan seluruh dunia.

Pasar visi mesin global bernilai sebesar $14,2 miliar dan diproyeksikan melebihi $25 miliar pada tahun 2030, tumbuh pada 7.1% CAGR. Baik sistem 2D maupun 3D mendorong fungsi-fungsi yang diperlukan di bidang manufaktur, logistik, perawatan kesehatan, otomotif, dan e-commerce.

Sensor fotolistrik telah membuat kemajuan yang signifikan dalam membuat penglihatan otomatisasi berulang menjadi lebih mudah. Artikel ini mengulas sistem penglihatan 2D, 2.5D, dan 3D, bersama dengan kasus penggunaan, manfaat, dan perbandingannya, untuk membantu para pengambil keputusan memilih sistem yang optimal.

Sistem Visi 2D

Definisi

Sistem penglihatan 2D menangkap gambar objek pada permukaan datar dua dimensi (bidang). Sistem ini 'mengukur' hanya di sepanjang dua sumbu, yaitu sumbu horizontal (X) dan vertikal (Y), dan oleh karena itu, hanya dapat menghitung ukuran panjang, lebar, dan luas permukaan.

Fitur

• Sistem pengukuran penglihatan 2D dapat mengukur dan menangkap gambar skala abu-abu atau berwarna.
• Pengukuran menggunakan analisis kontras, tepi, dan piksel.
• Ini menggunakan peralatan sederhana seperti kamera, lensa, dan sumber cahaya.

Keuntungan

• Biaya pemasangan sistem penglihatan 2D hampir 40-60%lebih sedikit daripada sistem 3D.
• Sistem 2D memiliki kecepatan pemeriksaan yang cepat. Ini berarti bahwa sistem ini memiliki lingkungan throughput (volume) yang tinggi.
• Sistem 2D memiliki keandalan 70% dari aplikasi visi mesin(memverifikasi fungsi mesin yang tepat), yang merupakan teknologi yang telah terbukti.
• Sebagian besar sistem kompatibel dengan konveyor dan jalur perakitan yang ada.

Aplikasi

• Sebagian besar, sistem ini dipasang di supermarket untuk pemindaian kode batang dan kode QR.
• Industri menggunakannya untuk pemeriksaan label dan verifikasi kemasan.
• Industri otomotif menggunakan sistem penglihatan 2D untuk mendeteksi goresan, retakan, atau penyok pada permukaan.
• Verifikasi kehadiran atau ketidakhadiran rakitan individu.

Keterbatasan

• Sistem 2D ini tidak dapat menentukan kedalaman.
• Tidak ideal untuk komputasi volumetrik atau aktivitas yang membutuhkan presisi di sepanjang sumbu Z.

Sistem Visi 2.5D

Definisi

Sistem penglihatan 2D hanya dapat memberikan gambar dalam dua bidang, yang berarti bahwa Anda hanya dapat memperoleh gambar datar dengan bantuan sistem ini. Sistem 2.5D diperkenalkan untuk menjembatani kesenjangan antara sistem pengukuran penglihatan 2D dan 3D. Sistem ini tidak mencapai penangkapan volumetrik penuh, tetapi mengintegrasikan gambar 2D dengan pemetaan ketinggian menggunakan cahaya terstruktur yang dipetakan ketinggian atau teknik variasi fokus.

Fitur

• Kemampuan sumbu Z terbatas, tetapi tidak mencapai tangkapan volumetrik penuh.
• Memanfaatkan teknik seperti bentuk-dari-bayangan, penumpukan fokus, atau pembuatan profil laser.
• Lebih akurat daripada sistem 2D, tetapi kurang intensif secara komputasi daripada sistem 3D yang lengkap.

Keuntungan

• Persepsi kedalaman adalah tugas utama mesin pengukur penglihatan 2.5D.
• 5 sistem pengukuran penglihatan hampir 30% lebih murah daripada sistem 3D yang lengkapsehingga memiliki biaya yang seimbang.
• Ini memberikan kedalaman tambahan, yang meningkatkan keandalan pengukuran, sehingga meningkatkan keandalan penangkapan pengukuran.
• Mengganti sistem 2D yang ada dengan sistem 2.5D lebih mudah daripada menggantinya dengan sistem 3D, sehingga menawarkan skalabilitas yang lebih besar.

Aplikasi

• Kamera yang digunakan dalam sistem ini dapat menangkap tinggi dan bentuk setiap bagian.
• Sistem 2.5D dapat digunakan dalam perakitan elektronik (verifikasi ketinggian solder dan inspeksi PCB).
• Ini digunakan dalam pengemasan (penilaian kemasan blister dan integritas segel).
• Otomotif (penempatan paking dan pengukuran kedalaman alur).
• Sistem 5D sangat baik untuk peningkatan presisi tanpa investasi dalam sistem 3D.

Sistem Visi 3D

Definisi

Sistem pengukuran penglihatan yang paling canggih adalah sistem yang menggunakan sistem 3D. Sistem penglihatan 3D mempertahankan seluruh dimensi objek di sepanjang sumbu X, Y, dan Z. Sistem ini mampu menghasilkan model awan titik yang mampu melakukan analisis volumetrik melalui fotogrametri, cahaya terstruktur, atau triangulasi laser.

Fitur

• Pemetaan 3D tak terbatas yang berisi jutaan titik data.
• Variasi dalam pencahayaan dan perbedaan tekstur permukaan tidak berpengaruh.
• Sistem pengukuran visi 3D memiliki integrasi lengkap dengan perangkat lunak berbasis AI dan program pengukuran.

Teknik

Ada empat teknik yang digunakan dalam sistem penglihatan 3D

1. Cahaya terstruktur
2. Waktu penerbangan
3. Penglihatan stereo
4. Triangulasi laser

Keuntungan

• Presisi tak tertandingi dengan kemampuan sub-mikron (rendisi tingkat lanjut pada ±5 µm).
• Multifungsi dalam pengukuran volumetrik, analisis bentuk, dan panduan robotik.
• Mengurangi keterlibatan manusia dengan produksi tanpa lampu dan pengawasan minimal.
• Keamanan yang lebih baik dengan panduan robotik jarak jauh di area berbahaya, yang mengurangi paparan manusia terhadap risiko.

Aplikasi

• Otomotif: Aplikasi robot yang dikendalikan CNC untuk pengambilan tempat sampah, pengelasan, dan pengukuran rangka bodi.
• Kesehatan: Pemeriksaan otomatis perangkat bedah dan perangkat lainnya untuk presisi.
• Logistik: Pengukuran dan penyortiran paket secara otomatis.
• Manufaktur: Verifikasi perakitan untuk suku cadang yang kompleks dan inspeksi untuk proses aditif.
• Seperti sistem 3D canggih lainnya, sistem ini juga merupakan sistem 2D. Namun, harganya 2-4 kali lebih mahal dan memiliki sesi pelatihan operator yang lebih lama

Perbandingan Sistem Penglihatan 2D, 2.5D, dan 3D

Terdapat perbedaan antara sistem penglihatan 2D, 2.5D dan 3D yang dihitung di sini:

Perbedaan Teknis

Perbedaan teknis mencakup semua perbedaan yang digunakan sistem ini agar dapat berfungsi dengan baik. Perbedaan mendasar adalah jumlah bidang yang dapat mereka ukur.

Fitur	Sistem penglihatan 2D	Sistem penglihatan 2.5D	Sistem penglihatan 3D
Jumlah sumbu yang dapat mereka ukur.	2	2 dan Z terbatas	3
	X dan Y	X dan Y dengan sumbu Z terbatas	X, Y, dan Z
Keluaran	Gambar datar	Gambar dan tinggi badan	Model 3D
Efisiensi dan kecepatan	Kecepatan pemrosesan cepat, tetapi gambar kurang efisien.	Kecepatan produksi sedang, dengan hasil yang lebih efisien.	Mesin ini digunakan untuk mendeteksi setiap detail dari 3 sumbu. Ini adalah proses yang memakan waktu, dan proses yang paling efisien.
Sensitivitas cahaya	Tinggi	Sedang	Rendah

 

Performa dan Akurasi

Performa dan akurasi sistem 2D, 2.5D, dan 3D bervariasi dalam berbagai aspek. Berikut ini adalah detail dari setiap sistem:

Sistem penglihatan 2D

• Performa sistem pengukuran penglihatan 2D adalah yang tercepat untuk tugas yang sederhana. Gambar 2 bidang disediakan dengan bantuan sistem ini.
• Sistem 2D dapat digunakan untuk pengukuran planar, tetapi tidak dapat mendeteksi kedalaman dan ketinggian objek.

2.5 Sistem penglihatan

• Sistem ini bekerja lebih cepat dalam 3D tetapi lebih lambat daripada sistem 2D; sistem ini digunakan untuk persepsi kedalaman.
• Sistem 2.5D memberikan akurasi yang lebih tinggi daripada sistem 2D dengan memberikan persepsi yang mendalam.

Sistem penglihatan 3D

• Sistem ini perlu mengumpulkan data dari setiap aspek, dan itulah sebabnya sistem ini memiliki waktu pemrosesan yang paling lambat.
• Sistem pengukuran visi 3D memberikan analisis permukaan yang komprehensif dari setiap sudut, menghasilkan hasil yang paling akurat.

Biaya dan Skalabilitas

Sistem penglihatan 2D

• Solusi yang paling hemat biaya untuk sistem pengukuran penglihatan adalah sistem penglihatan 2D. Desainnya sederhana dan mudah digunakan.

2.5 Sistem penglihatan

• Sistem pengukuran penglihatan 2.5D lebih mahal daripada sistem 2D, tetapi lebih murah daripada sistem penglihatan 3D.
• Ini dapat memberikan persepsi ketinggian dan kedalaman objek. Anda bisa mendapatkan gambar yang lebih kompleks dibandingkan dengan sistem 2D, dan ini bisa digunakan sebagai opsi peralihan yang layak.

Sistem penglihatan 3D

• Sistem ini adalah yang paling akurat. Sistem ini menyediakan setiap detail kecil di ketiga bidang, X, Y, dan Z.
• Sistem penglihatan 3D yang paling efisien adalah sistem yang paling mahal untuk dipasang.

Kesesuaian Kasus Penggunaan

Sistem penglihatan 2D

• Tugas berulang berkecepatan tinggi dapat dilakukan dengan menggunakan sistem pengukuran penglihatan 2D, seperti pemindai kode batang dan sistem pemeriksaan label.

2.5 Sistem penglihatan

• Sangat bagus untuk aktivitas akurasi tingkat menengah (merakit elektronik, mengemas barang secara elektronik).

Sistem penglihatan 3D

• Canggih untuk otomatisasi yang fleksibel dan presisi tinggi (mengarahkan robot, pemindaian 3D).

Kesimpulan

Ketiga jenis sistem penglihatan (2D, 2.5D, dan 3D) melayani tujuan dan kepentingan yang signifikan dalam otomatisasi.

• Sistem penglihatan 2D ekonomis dan cepat dalam kinerjanya.
• Penglihatan 5D memberikan kedalaman yang lebih detail dan jauh lebih terjangkau, sekitar 30% lebih murah daripada sistem 3D yang lengkap.
• Sebaliknya, sistem 3D 2-4 kali lebih mahal dibandingkan dengan 2D, tetapi tidak tertandingi dalam memberikan presisi, dengan akurasi ±5 mikron.

Ketiga sistem ini dapat digunakan di industri otomotif, manufaktur, perawatan kesehatan, dan logistik. Ketiganya dapat digunakan secara terpisah ketika sistem mengoptimalkan waktu, biaya, dan presisi secara bersamaan.

Memilih Sistem Pengukuran Penglihatan Presisi MXP

Dalam hal mendefinisikan kesuksesan, sistem pengukuran penglihatan presisi dari MXP memprioritaskan akurasi di atas segalanya. Peralatan mereka yang tangguh dan sistem yang cepat dan dapat diandalkan, serta perangkat lunak R&D independen, memberikan keandalan dan akurasi yang konsisten.

Setiap penemuan membawa keahlian metrologi selama puluhan tahun dan dirancang dengan teknologi yang dilindungi paten dan kinerja yang luar biasa. Fokus perusahaan ini adalah pada industri teknik, dan sistemnya mempertahankan presisi pada semua sistem MXP, dengan memanfaatkan teknologi asli.

Dengan 30 tahun sebagai produsen utama FR, MXP telah memproduksi 500 mesin dan mempertahankan ekspor di 50 negara. Perusahaan ini menawarkan opsi kustomisasi dan menggunakan bahan baku berkualitas tinggi untuk membuat mesin pengukur penglihatan.

MXP juga menawarkan mesin yang terbukti melakukan hal ini, dengan pengiriman yang cepat dan kebijakan pengembalian 30 hari yang tak tertandingi pada mesin cepat mereka. MXP menawarkan alat operasional yang dapat diandalkan di berbagai industri.