機器視覺里的較量｜3D機器視覺

立體視覺、結構光、激光三角測量以及TOF選手閃亮登場！

3D代表隊：異軍突起

隨著科技的不斷進步，特別是工業4.0的到來，廣泛采用工業機器人的自動化生產線成為制造業的核心裝備。讓我們對3D成像解決方案的需求也逐漸增加，傳統的2D視覺已無法滿足對復雜對象識別和尺寸測量應用日益準確的測量要求。而且，人與機器人協同工作逐漸取代單一人工操作成為主流，而處理復雜的交互情況是傳統2D視覺做不到的。因而，3D視覺逐漸崛起成為當今各行業的大勢。

現如今，3D視覺有四種主要技術：立體視覺，結構光3D成像，激光三角測量和ToF。下面，就讓主頁妹好好為大家介紹一下各位選手：

立體視覺

目前立體視覺常用于3D電影中，它通過安裝兩個相機分別從不同的視角拍攝同一景物，通過對圖像特征點的提取和匹配，建立被拍攝景物的幾何模型，通過雙目視差原理將兩臺攝像機拍攝的景物協同播放，形成相應的立體3D影像。這類似于我們的大腦如何以視覺方式測量距離。因此，將認知過程轉換為系統需要大量的計算工作。

▲立體視覺形成3D影像原理

結構光

結構光是將預定的光圖案投影到物體上，然后相機捕捉物體反射的光來分析獲得物體的深度信息。結構光對幀速沒有概念上的限制，沒有運動模糊，而且它對多路徑接口具有魯棒性。

結構光是主動照明，這需要甄選符合條件的相機，還需要透鏡與圖案投影儀之間準確且穩定的機械對準。其存在失準的風險，并且反射的圖案對環境中的光學干擾敏感，室內應用。

▲結構光測量原理

激光三角測量

激光三角測量系統使用激光將物體上的數千個點照亮，并且使用相機準確定位每個點。它通過測量一條線的幾何偏移，該線的值與物體的高度有關。由于激光點、相機和激光形成三角形，因此該技術被稱為三角測量，該系統甚至可以使用三角函數來計算出被測物的深度。

激光三角測量通常用于需要高精度、穩定和低溫漂移的位移和位置監控的應用中。但是，該技術僅覆蓋很短的范圍，對環境光敏感，并且只能掃描應用。還需要復雜的算法和校準。

▲激光三角測量原理

飛行時間（TOF）

飛行時間（ToF）掃描通過測量激光發出的光在相機和物體之間傳播所花費的時間來確定物體的深度，長度和寬度。典型的TOF 3D掃描系統每秒可測量物體上10,000至100,000個點的距離。該系統具有較小的縱橫比，使用一臺相機一次便可測量完畢，并且在環境光條件下也能很好地運行。缺點包括需要主動照明同步以及潛在的多徑干擾和距離混疊。

▲飛行時間（TOF）測量原理

Battle，就是要全面

主頁姐：上面，我們介紹3D視覺代表隊選送的四位選手，接下來我們就開啟比賽吧！各位選手各就各位，RACE START~

不重要的比賽結果

總的來說，無論是立體視覺、結構光、激光三角測量還是TOF，沒有哪種技術是更好的，只有哪種技術是更適合的。主頁妹想到，這時候視友們也會問了，如何選擇面對3D視覺需求選擇更適合的技術呢？當然是—找凌云光啊！20多年機器視覺經驗，為您臻選出更好的解決方案！