Смешанная реальность: Самый значительный прогресс в крупномасштабной 3D-метрологии со времен лазерного трекера

Трехмерный анализ размеров и контроль качества

Смешанная реальность: Самый значительный прогресс в крупномасштабной 3D-метрологии со времен лазерного трекера

 

Трехмерный анализ размеров и контроль качества

Смешанная реальность: Самый значительный прогресс в крупномасштабной 3D-метрологии со времен лазерного трекера

 

Благодаря высокой точности лазерных трекеров в больших диапазонах измерений, они заслужили репутацию революционных достижений в области крупномасштабной 3D-метрологии для аэрокосмической промышленности, наземного транспорта, энергетики, военно-морского производства и др. Методы оптимизации эффективности использования лазерных трекеров включали совместную работу двух операторов, отображение геометрии измеряемых деталей с помощью внешних проекторов и использование мобильного телефона в качестве пульта дистанционного управления.

В настоящее время эти методы достигли своего предела.

К счастью, уже существует технология, позволяющая перешагнуть этот предел. Благодаря голографическому дисплею, системам слежения, камерам, 3D-сканеру и мощному программному обеспечению интеллектуальные очки Microsoft HoloLens 2 на порядок повышают производительность крупномасштабных измерений в паре с приложением PolyWorks|AR™ от InnovMetric. Благодаря смешанной реальности крупномасштабная метрология никогда не будет прежней.

  • Операторы всегда измеряют нужные фигуры, так как графические подсказки накладываются на измеряемую деталь
  • Большие экраны и внешние проекторы не нужны
  • Операторы могут работать со свободными руками
  • Изменить контрольно-измерительные задачи можно одним движением

Малый и большой

 

Для объектов размером менее двух метров проводить 3D-измерения очень просто. Операторы всегда знают свое положение относительно того, что они измеряют. Как правило, они могут распознать и соотнести то, что они видят на экране компьютера, с местом на измеряемой части. Они знают, как добраться до следующей фигуры измерения, следуя заранее определенной последовательности, и могут быстро вернуться к компьютеру, если им потребуется мышь или клавиатура для взаимодействия с программным обеспечением для 3D-измерений.

По мере увеличения размеров измеряемых изделий свыше 5 метров будут расти и проблемы с производительностью измерений. Операторы могут испытывать трудности с пониманием своего положения в пространстве и выделением цели измерения среди множества других фигур. Установить соответствие между компьютерным дисплеем и физическим местом становится все сложнее. Операторам может потребоваться преодолеть несколько метров, чтобы добраться до следующей фигуры измерения. Возвращение к компьютеру, работающему с программным обеспечением для 3D-измерений, увеличивает время выполнения задачи.

С появлением лазерных трекеров заказчики быстро начали адаптировать свои методы крупномасштабных измерений. Для выполнения таких задач часто требовалось два оператора: один физически выполнял измерения, другой сидел за компьютером, управляющим измерительным программным обеспечением, чтобы инициировать соответствующие функции и решать возникающие вопросы. Другие решения включали перенаправление экрана компьютера на более крупный монитор, проекционный экран или глухую стену, обеспечивая улучшенное визуальное восприятие операторов.

Хотя эти первоначальные решения улучшили рабочий процесс, они были несовершенны. Необходимость в двух операторах удваивает затраты на рабочую силу для выполнения измерительных задач, а поддержание необходимого зрительного контакта с неподвижным экраном при перемещении в пределах большого узла очень сложно.

Улучшения развиваются

К счастью, два типа технологий позволили операторам добиться значительного повышения производительности при выполнении крупномасштабных задач 3D-измерений.

Первыми были проекционные технологии: лазерные проекторы, проецирующие 3D-контуры с помощью лазерного луча, и проекторы, проецирующие изображения на определенные участки. Оба устройства могут проецировать направляющие геометрические параметры и результаты измерений на поверхность измеряемых деталей, облегчая выполнение последовательности измерений и анализ результатов измерений.

Однако использование проекторов может быть затруднительным и налагающим ограничения. Локализация проектора в системе координат измеряемой детали вызывает трудности. Проектор может охватывать только поверхности, видимые с его ракурса, что может потребовать перемещения проектора в несколько мест или приобретения нескольких проекторов для эффективной работы с большими сборками. Новые задания требуют новых настроек.

Второй технологией, улучшившей выполнение крупномасштабных измерительных задач, стал мобильный телефон, который можно быстро превратить в пульт дистанционного управления с помощью специализированных приложений. Операторы могли не только визуализировать направляющие геометрические параметры и результаты измерений на экране мобильного телефона, но и легко сопоставить фигуру на экране с местом на измеряемой детали, находясь рядом с устройством для 3D-измерений и используя программное обеспечение для 3D-измерений, которое автоматически адаптирует свой дисплей к положению устройства для 3D-измерений. Пользователи также могли взаимодействовать с компьютером удаленно, что во многих случаях позволяло проводить крупномасштабные измерения силами одного оператора.

Кроме того, визуальная 3D-информация на мобильном телефоне, выступающем в качестве пульта дистанционного управления, всегда доступна, поскольку отсутствуют теневые области, которые могут возникнуть в случае использования проекторов.

Однако у мобильных телефонов есть и свои ограничения. У многих из них отсутствуют датчики для измерения ориентации в трехмерном пространстве. Отображение экрана соответствует виду измеряемой детали только в том случае, если мобильный телефон находится рядом с устройством для 3D-измерений. Операторы также обязаны носить с собой мобильный телефон во время измерений. Если, например, оператору придется подниматься по лестнице, ему для безопасности необходимы обе руки.

Смешанная реальность идет дальше

Появляющаяся технология смешанной реальности преобразует крупномасштабную метрологию, предлагая те же преимущества, что и проекторы, и пульты дистанционного управления, но без ограничений, обеспечивая при этом несколько дополнительных мощных возможностей.

По сравнению с использованием проекторов или мобильных телефонов интеллектуальные очки HoloLens 2 от Microsoft демонстрируют множество преимуществ, включая:

 

Эти интеллектуальные очки позволяют разрабатывать приложения смешанной реальности, связанные с программным обеспечением для 3D-измерений для проекции и функций дистанционного управления. Стабильные геометрические параметры, проецируемые на измеряемые детали, направляют и проверяют результаты измерений независимо от положения оператора и без каких-либо теневых зон. Нет фиксированной настройки; операторы могут быстро переключаться с одной детали на другую, используя инстинктивные жесты для взаимодействия с пользовательским интерфейсом. Измерения стали более безопасными, так как у операторов во время работы свободны руки.

Датчики устройств смешанной реальности также позволяют использовать основные инновации, недоступные для проекторов или пультов дистанционного управления. Поскольку положение и ракурс оператора всегда известны, перенаправить потерявшийся луч лазерного трекера к оператору очень просто. То же касается изменения местоположения оператора, когда требуется большое перемещение. Управление курсором и создание 3D-точки в определенном месте легко осуществляется с помощью головы и глаз, как и создание аннотации на цветной карте, сообщение о дефекте или определение опорной точки для выравнивания.

Операторы также могут использовать свои руки для манипулирования трехмерной геометрией в системе координат детали. Они могут выравнивать 3D-голограммы для локализации устройства смешанной реальности относительно детали, а также автоматически захватывать изображения смешанной реальности, сочетающие реальность и голограммы, для обеспечения прослеживаемости ручных измерительных операций.

Совершенствование крупномасштабных метрологических задач на порядок лучше

Технология отображения смешанной реальности предоставляет инновационные визуальные инструменты, такие как инструкции, наложения и голограммы, для улучшения работы оператора и результатов измерений. Получите визуальное руководство и обратную связь перед глазами, которые каждый раз гарантируют правильность измерения. Станьте свиделем улучшения качества.