3D vision used in medical kitting bin picking CapSen Zivid

CapSen

3D视觉相机助力医疗设备自动化多种应用的需求

Medical kitting
Logistics
e-fufillment

Zivid indusstrial 3D cameras
Yaskawa MOTOMAN GP7
<0.5 sec. capture and detection

CapSen Robotics, Pittsburgh
USA

Quick facts

Company
CapSen

Application
Medical kitting
e-fulfilment
Pick and place

Features
CapSen PiC software
Motion planning
GPU accelerated
Multiple SKUs

3D camera
Zivid  Two
Point cloud examples

01 概述

超高的数量,超快的C/T时间,以及几乎无限种类的各种细小产品的分选,医疗设备自动化工程师提出了一系列严格的要求。于是CapSen Robotics通过Zivid Two 3D相机提供的超高精度的3D点云数据以满足客户相关应用需求。

A medical kitting and packaging cell with Yaskawa MOTOMAN GP7, Zivid Two and CapSen PiC.

02 背景

CapSen Robotics致力于3D机器视觉和运动轨迹规划的软件开发与应用。它为工业机器人手臂配备了处理最困难物体所需的所有智能控制和空间控制软件,对于精度和速度的要求都非常高。

CapSen Robotics 由麻省理工学院机器人学博士贾里德·格洛弗(Jared Glover)和具有丰富经验的行业专家马克·施内普(Mark Schnepf)于2014年在匹兹堡成立,为机器人系统集成商提供CapSen PiC™--第一个通用软件解决方案之一,将GPU加速的3D对象识别、机器人运动规划和控制算法结合在一个易于定制的软件包中。

03 挑战

医疗产品设备为CapSen PiC机器人解决方案提出了两个重要且相互矛盾的要求。一方面,它需要非常高分辨率的图像捕获和处理,而另一方面,它也需要确保超快的C/T时间。

CapSen Robotics的业务发展总监Mark Stevens解释道:“从物料箱里挑选并放在目标纸箱里的各种医疗产品的数量实在太多了,从输液管、注射器和拭子到包装、管子或瓶子里的药物,应有尽有。”从物料箱里挑选并放在目标纸箱里的各种医疗产品的数量实在太多了,从输液管、注射器和拭子到包装、管子或瓶子里的药物,应有尽有。”

Using vacuum to pick medical equipment and kitting with Zivd 3D vision and CapSen

Seeing a variety of SKUs requires high-quality 3D vision for correct detection and picking.

“它们不仅在实际尺寸都相对较小,形状也有很大差异,而且它们由各种不同的材料制成的。有些是闪亮的或半透明的,有些是固体的,在很多情况下,它们还是柔软的,用玻璃纸包裹以保持卫生。”它们不仅在实际尺寸都相对较小,形状也有很大差异,而且它们由各种不同的材料制成的。有些是闪亮的或半透明的,有些是固体的,在很多情况下,它们还是柔软的,用玻璃纸包裹以保持卫生。”

“我们在项目开始初期就意识到,我们需要一台能够为我们提供真实点云数据的3D相机,使我们能够更准确地区分、挑选和放置尽可能广泛的医疗产品,不论其大小、形状或材料。”

Stevens继续说道:“对于任何一种医疗产品,始终如一地实现低于5秒的挑选和放置周期时间是一个初步的基准目标。不过,这始终受限许多不同的相互关联的因素影响。”

“虽然我们对我们的软件能够帮助优化系统的整体C/T时间非常有信心,但我们仍然依赖于相机图像捕捉的质量和速度以及机器人手臂和末端执行器的操作速度。这两方面都需要仔细考虑。”

Point Cloud of medical objects with 3D vision
“The Zivid Two 3D camera provides our CapSen PiC vision and motion planning software with both the image resolution and the image capture time it needs to achieve the fast, ultra-fine manipulation that’s demanded in the most difficult of piece-picking applications. There really is no compromise between the two aspects, the camera’s image trueness is staggering.”
Mark-Stevens-is-Director-of-Business-Development-at-Capsen-Robotics

Mark Stevens
Director of Business Development at CapSen Robotics

04 解决方案

在考虑了其它先进的,基于stereo,TOF或激光等产品后, CapSen Robotics最终选择了Zivid Two 3D 相机

Stevens指出:“本质上Capsen PiC软件与硬件相机之间是两个系统,但软件和硬件之间的协同作用仍然需要适用于每一个应用程序。在这种情况下,相机的3D点云数据只需提供处理一系列医疗产品所需的更高水平的数据细节和精确度。”

“同时,相机的图像捕获时间也必须足够快,以达到设备应用程序所需的巨大的抓取率。即使是世界上最高效的软件也无法弥补图像捕获速度的不足,这是你无法掩盖或勉强应付的。”

Zivid Two 3D摄像机为我们的CapSen PiC视觉和运动规划软件提供了所需的图像分辨率和图像捕获时间,以实现最困难的工件拾取应用中所需的快速、超精细操作。这两方面真的没有妥协,而ZIVID TWO相机提供的图像真实度令人咋舌。

05 结论

Yaskawa Motoman picks bottles using 3D vision for medical with CapSen Pick

CapSen performs 10s of millions of pick and place operations of various objects per year in their 3D vision guided medical kitting application .

CapSen-PiC和Zivid Two相机相结合的解决方案,图像捕获和目标检测速度都低于0.5秒,比相同应用的其他3D视觉解决方案快3-5倍。

在长期的验证测试中,这一最先进的医疗设备已实现全天候无差错运行,CapSen对其每年可靠地挑选数百万种不同医疗产品的能力充满信心。

CapSen目前正在考虑对解决方案进行进 一步的优化,以应对在快速生产环境中的大规模应用的挑战。

About CapSen

CapSen Robotics provides 3D vision and motion planning software that gives robots more spatial intelligence.

http://www.capsenrobotics.com

Zivid Two 3D color cameras

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