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2025年7月28日 星期一


 

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tyco 監控攝影機系列(總代理上敦企業

3D 視覺攝影機從三維影像中重建物體,就像我們的大腦一樣。 它們越來越多地用於工業應用,因為它們提供了多種功能。 在本部落格中,我們根據其操作模式解釋了不同類型的 3D 攝影機,以及我們可以使用它們執行的不同工業應用。

3D 視覺與其他類型的視覺

近年來,電腦視覺領域有了很大的發展。 技術進步使這項技術能夠解決該行業的一些現有問題。 除了傳統的 2D 視覺外,許多其他與不同類型的影像配合使用的感測器的使用已經普及:熱成像影像、超光譜影像或 3D 影像。

它們都用於無法用傳統的 2D 視覺解決的應用,或結合了幾種技術來做到這一點的應用。

例如,3D 攝影機用於以下應用:在必須測量物體的 3D 大小的情況下,檢測可能的缺陷,如材料過剩或短缺或計量學。 它還用於機器人引導和零件定位的應用。 很多時候,有必要結合幾種技術或影像類型,來解決同一應用,因此瞭解存在的不同選項是有趣的。可能性非常廣泛,今天我們專注於解釋現有的不同 類型的 3D 攝影機。

3D 視覺攝影機的類型

  • 雷射三角測量(射三角測量):這種類型的 3D 視覺攝影機,使用投射線的射和充當接收器的攝影機。 射擊中了修改投影線的物體,反射的光以不同的角度擊中接收器,這取決於它所處的距離。 透過這種方式,可以獲得一個表示物件的點雲。 請記住,要使用這種技術,物體必須在運動中。 必須進行直線運動,以便射線可以掃描射的整個表面。與其他 3D 感測器相比,這些裝置相當便宜,而且精度很高,儘管在這種情況下,物體的一些屬性,如亮度,可能會影響重建。

  • 立體影像(立體視覺):透過兩個校準的 2D 攝影機獲得立體視覺。 在這種情況下,用兩台攝影機從兩個不同點,拍攝同一場景的兩張影像。 這個過程與人眼所進行的過程相似。 使用校準攝影機從兩點獲得的影像,重建 3D 影像。 重建是根據外極幾何學進行的,透過該幾何學可以建立兩張圖片中,表示的點之間的相關性。 畫素匹配是為了重建 3D。 紋理較大的區域,即顏色變化較大的區域是最容易重建的,因為兩張圖片之間的點配對更容易。 紋理較少的區域是問題最大的。

然後將畫素在兩組影像之間配對,以產生 3D 深度。 影像之間的匹配點基於紋理的變化,以找到獨特的邊緣和特徵,當場景中的表面對比度不足,或過於相似時,這可能會導致問題。

  • 結構化光:攝影機使用與雷射三角測量相似的原理。 投射出一種光模式,為物體的表面提供紋理,允許重建。

在這種情況下,物件不得移動,但必須保持靜態。 雷射發出的光模式通常是二元的。 它們是非常精確的感測器,可以重建非常大的物體,它們的主要問題是它們對光的變化非常敏感,不可能與透明材料一起使用。

 

  • 飛行時間(ToF):基於飛行時間原理的攝影機發射雷射脈衝,並計算該脈衝到達物體,並返回影像感測器所需的時間。距離是根據發射和返回脈衝讀數之間的延遲函式計算的。 為此,有必要知道脈衝發出的速度。 這些攝影機通常在近紅外波長下工作。

重建非常快,但這種技術在照明和透明物體的變化方面也存在問題。 這種類型的攝影機通常獲得的解析度為 +/- 1 釐米。 例如,這些攝影機是 Kinect 或 Xbox 等許多視訊遊戲中使用的。

3D 攝影機的工業應用

3D 視覺為解決僅使用 2D 視覺無法解決的機器視覺問題打開了大門。 接下來,我們告訴你一些使用 3D 視覺的工業應用。

  • 缺陷檢測的 3D 視覺3D 視覺用於電腦視覺系統,用於辨識和定位表面和幾何缺陷等品質過程。 這些檢查通常是視覺上進行的,而且是昂貴的過程,必須由訓練有素的人員執行。 自動檢測系統可以縮短檢測時間,提高結果的可靠性及其品質,得益於 3D 視覺,才有可能看到缺陷的深度和嚴重程度。一個例子是焊接過程,其中可能的錯誤不僅會導致美學缺陷,還會影響其功能。

  • 尺寸控制和計量學尺寸控制允許測量物體的實際尺寸,它們作為過程和產品的品質參數。

透過這種尺寸控制獲得的資料,除了保證產品的品質外,也是改進過程的資訊來源。

維度控制系統包括 3D 感測器,適用於許多領域和應用。

  • 3D 視覺和機器人

3D 攝影機最常見的另一個應用,是與機器人技術的結合。使用 3D 攝影機,可以定位物體,以便稍後拾取它們。例如,它們可用於箱體拾取系統。由電腦視覺引導的機器人技術,成為一種用途廣泛的工具,可以應用於不同的流程。


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