給機器視覺的禮物過去非常昂貴和復雜。在許多機器人只需要與相對于機器人的平面上的物體進行交互的情況下，2D 成像和機器視覺效果很好，現(xiàn)在仍然如此。但隨著機器人和其他自動化設(shè)備開始在 3D 空間中運行，對 3D 成像和 3D 機器視覺的需求已經(jīng)上升。

幸運的是，相機的成本已經(jīng)下降。除了降低成本外，相機質(zhì)量也有所提高。這是個好消息，因為 3D 成像應(yīng)用需要極其可靠和準確的圖像。在零件定位、產(chǎn)品檢測、組件測量和代碼讀取方面，3D 成像有助于提高自動化系統(tǒng)的性能。

3D 視覺的類型

3D 成像使機器視覺系統(tǒng)不僅能夠查看其環(huán)境，還能夠計算對象所在的位置及其方向。工程師們已經(jīng)針對這個問題開發(fā)了許多解決方案。有些提供高精度，有些提供快速成像。成本和應(yīng)用程序也決定了使用哪種解決方案。

立體視覺基于兩個獨立的視點提供零件的 3D 信息。每個視點都返回自己的 XYZ 值。一旦基于兩個視點在零件上識別出多個特征，就可以確定零件的位置和方向。立體視覺可以與移動的單個 2D 相機配合使用，使其成為一種廉價的選擇。

飛行時間 (ToF) 技術(shù)使用 3D 傳感器來計算光到達場景并返回傳感器所需的時間。來自每個傳感器的 Z 軸信息用于創(chuàng)建點云。飛行時間傳感器的 Z 分辨率較低，但幀速率較高，這使得飛行時間成為收集實時運動數(shù)據(jù)的絕佳選擇。

3D 視覺的常見應(yīng)用

人類能夠通過 3D 視覺而不是 2D 視覺來導航他們的環(huán)境要好得多。工程師們知道這一點，并且長期以來一直致力于為機器人配備 3D 視覺能力。配備 3D 的機器人引導具有明顯的優(yōu)勢。機器人可以檢測并繞過路徑中的障礙物，并更好地避開移動物體。

相機制造商正在快速開發(fā)用于高速成像的 3D 解決方案。在從共聚焦顯微成像到監(jiān)視再到太空探索的應(yīng)用中，3D 成像必須實時進行以捕獲重要數(shù)據(jù)?！捌叫薪Y(jié)構(gòu)光”等新技術(shù)甚至允許一次捕獲多個 3D 圖像。

3D 成像非常適合表面輪廓分析。為確保表面適合其預期用途，會分析 3D 圖像數(shù)據(jù)，如形狀、光潔度、粗糙度和紋理。當 3D 數(shù)據(jù)符合要求的指標時，表面分析可幫助制造商提供一致的產(chǎn)品并減少故障。