Et avansert 3D-kamera som jobber så lynraskt og har så høy oppløsning at det kan automatisere industriprosesser det har vært umulig å automatisere tidligere. Og som kan gjøre vestlig industri mer konkurransedyktig og bidra til å bringe arbeidsplasser tilbake fra Asia.
Et slikt kamera vil startupselskapet Zivid Labs starte serieproduksjon av i løpet av året.
I TUs nye startup-serie (se faktaboks) pitsjer gründerne Henrik Schumann-Olsen og Øystein Skotheim kameraet Zivid til TUs lesere.
Du kan være med å evaluere idéen ved å gi alt fra en til fem stjerner i boksen under enkelte av svarene. Fem stjerner er toppkarakter.
1. Idé
Zivid er et revolusjonerende nytt 3D fargekamera for industriell bruk. Med eksisterende teknologi har man måttet velge mellom høy hastighet eller høy oppløsning. Med Zivid trenger man ikke inngå et kompromiss. Kameraet tilbyr 3D-avbildning i HD-oppløsning med 100 mikrometers nøyaktighet i nær video-rate (10Hz).
Dette åpner for nye muligheter innen robotikk og industriell automasjon, for eksempel med tanke på å gripe uordnede deler med roboter eller 3D-kvalitetskontroll av 100 prosent av produksjonen i en fabrikk.
- Lønnsvinnere: Så mye tjener ingeniørene i Silicon Valley
2. Slik virker teknologien
3D-kameraet er basert på såkalt strukturert lys. Det innebærer at man projiserer ulike mønstre av lysstriper på objektene man ønsker å måle.
Lysmønstrene blir deretter avbildet ved hjelp av et kamera, som er montert med en vinkel i forhold til projektoren.
På grunn av vinkelen mellom projeksjon og observasjon blir stripemønstrene forstyrret av objektene som avbildes. Ved å analysere denne forstyrrelsen kan objektenes tredimensjonale form beregnes i programvare.
Dette er det samme prinsippet som Microsofts Kinect 3D-kamera for spillanvendelse er basert på.
Men i motsetning til Kinect, som har en oppløsning på cirka 5-10 milimeter, gir hvert pixel i Zivid 3D-kamera et 3D-punkt med cirka 100 mikrometers oppløsning, som er cirka 50-100 ganger mer nøyaktig.
Dette tilsvarer bredden på et hårstrå, og det tillater 3D-målinger med den nøyaktigheten som industrien etterspør, for eksempel for kvalitetskontroll av metall- eller plastdeler, eller for å automatisere plukke- eller sammenstillingsoperasjoner der objektenes posisjon ikke er kjent på forhånd.
For å oppnå den høye oppløsningen brukes det ikke bare ett, men en serie av ulike lysmønstre.
Lysmønstrene blir projisert og avbildet i høy hastighet, og et helt sett med lysmønstre blir analysert i sanntid ved hjelp av kraftig optimaliserte bildeanalyse-algoritmer som kjører på PC-ens grafikkort (GPU).
3. Innovasjonsgrad
– Zivid har svært mange potensielle anvendelser, men vi mener at nytteverdien er særlig stor innen maskinsyn og robotikk/automasjon, der kompromiss mellom nøyaktighet og hastighet gjør eksisterende teknologi uegnet for mange anvendelser.
– Som eksempel kan vi nevne kvalitetskontroll av deler direkte i produksjonslinja, som kontroll av dimensjoner, avdekke avvik i geometri på grunn av produksjonsfeil og lignende. Her er toleransene gjerne i størrelsesorden 0,1 millimeter og takttidene kan være under ett sekund.
En robot, mobil eller stasjonær, som skal gjenkjenne, plukke, sammenstille eller bearbeide deler, krever tilsvarende høy nøyaktighet.
Også høy hastighet er essensielt, ellers må roboten jevnlig stoppe opp og bruke lang tid på å skanne scenen, noe som vil gjøre roboten ineffektiv og lite lønnsom.
– Med eksisterende teknologi kan man ikke oppnå den kombinasjonen av høy nøyaktighet og høy hastighet som kreves for å løse de to ovenstående oppgavene på en god måte. Zivid løser denne utfordringen, og tilbyr høyhastighets 3D-avbildning i full farge med sub-millimeter nøyaktighet.
- Går i strupen på bemanningsbyråene: Nå kommer frilansplattformen for ingeniører
4. Potensial
– De unike spesifikasjonene til Zivid gir et bredt spekter av mulige anvendelser innen maskinsyn og automasjon. Her kan vi for eksempel nevne stykkproduksjon, bearbeiding av fisk/kjøtt/næringsmidler, produksjon av elektronikk og mye mer.
3D-kameraet åpner for automasjon av småserieproduksjon og andre prosesser som tidligere ikke har vært mulige eller lønnsomme å automatisere.
– Videre tror vi at teknologien kan bidra til å hente arbeidsplasser tilbake fra Asia, samt gjøre vestlig industri mer konkurransedyktig i forhold til lavkost-land med billig, manuell arbeidskraft.
Teknologien er også godt egnet for flere andre markeder, for eksempel 3D-skanning for 3D-printing, hvor kombinasjonen av høy nøyaktighet og høy hastighet gir store fordeler sammenlignet med eksisterende løsninger.
– Målet er å sette første versjon av 3D-kameraet i serieproduksjon i løpet av året. Deretter ser vi for oss å gradvis fase inn egne software-komponenter, først for gjenkjenning og griping av komponenter og senere for kvalitetskontroll.
Dagens programvarepakker for maskinsyn er kostbare, ikke tilstrekkelig robuste, samt vanskelige og tidkrevende å sette opp. Ved å tilby mer fleksible og brukervennlige løsninger, vil dette gi 3D-kameraet en stor merverdi og det adresserbare markedet øker formidabelt.
Zivid Labs sitt overordnede mål er å selge tusener av kameraer per år og oppnå en omsetning på over 100 millioner kroner innen fem år.
- - Janteloven er borte: - Å starte og drive nye selskaper vil bli like naturlig som å ha en fast jobb
5. Hvordan skiller teknologien seg fra konkurrentenes?
Bil- og flyindustrien har benyttet 3D-skannere som gir høy nøyaktighet, som GOM, Zeiss, Creaform, men dette er langsomme og kostbare systemer som behøver flere sekunder på å gjøre en 3D-skanning.
Nye teknologier har imidlertid kommet på markedet drevet frem av spillindustrien, som for eksempel Kinect, PrimeSense og RealSense. Disse løsningene er gjerne basert på stereo eller Time of flight-teknologi og har lav nøyaktighet, typisk på 5-10 mm. Dermed egner de seg ikke til industrielle oppgaver som krever høy nøyaktighet.
Zivid Labs har utviklet en teknologi som leverer både 3D- og fargemålinger med svært høy nøyaktighet (100 mikrometer) og svært høy hastighet (10 Hz) på samme tid – uten kompromiss.
Har du stemt? Begrunn gjerne vurderingene i kommentarfeltet under saken.
- Norsk sol-eksplosjon: – Vi har ristet på ketchup-flasken i tre år. Nå løsner det
