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為什么2D工業視覺技術越來越力不從心？
發布時間: 2022-11-17
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工業視覺技術
當前機器工業視覺主流的檢測手段還是依賴2D工業相機，即從灰度圖中提取被測物特征，在X-Y平面內進行測量。當遇到需要高度測量或需要Z方向信息，如需要測高度、測深度、測厚度、測平面度、測體積、測磨損等情況時，2D工業視覺往往無能為力。甚者在被測物灰度圖像對比度較差，無法準確提取被測物特征值時，往往可以考慮通過高度分割進行特征提取并測量，這時，3D
工業視覺技術就成為解決機器工業視覺問題的重要檢測手段。
這個模型中主要包括2D工業相機、鏡頭、激光器、標定算法等內容。主要利用2D工業相機中拍攝到的激光線形變，通過三角公式即可獲取被測物的高度信息。原理圖如圖1所示： 結構光三角測量法安裝方式 結構光三角測量法的安裝方法是一個重要影響因素，目前市場上流行的方法是激光線直射被測物，2D工業相機與激光器成一定角度（即測量角）拍攝，如圖2所示。 2D工業相機的分辨率、安裝的測量角都會影響到Z向分辨率。2D工業相機分辨率越大，Z向分辨率就越大，但由于輸出了過多的無用數據，會影響到掃描速度的提高；測量角越大，Z向分辨率也越大，但盲區也會越大。
因此，搭建3D工業視覺系統時，需要綜合考慮被測物實際情況，選擇合適的工業相機和安裝方法。 除2D工業相機和測量角外，激光器的光束質量也是影響測量精度的主要因素。選擇一個非高斯光束和均勻度好的激光器，對于提高測量精度非常重要，如圖3所示。 3D工業視覺技術方案 目前市場上流行有三種3D工業視覺技術方案：
第一種方案是使用2D工業相機、鏡頭、激光器等工業視覺組件，及標定算法搭建3D工業視覺系統，如圖4，圖5所示。 標定算法可以使用Halcon在PC機上實現，也可以使用SiliconSoftware的VD4卡在板卡上實現，降低PC機CPU負載。此種方案安裝靈活，成本較低，但對技術人員水平要求較高，系統開發周期長。
第二種方案是使用分體式3D工業相機、鏡頭、激光器等工業視覺組件搭建，如圖6所示。 標定算法在3D工業相機上實現，工業相機直接輸出被測物高度數據和灰度數據，減小無用數據輸出，從而可以得到2D工業相機無法實現的高幀率。此種方案安裝靈活，掃描速度較高，成本適中，開發周期相對第一種方案較短，適合于高精度和高速3D測量領域。
