【導讀】3D視覺技術正在成為主流--這是件好事。技術的進步和成本的降低使得3D視覺成為一種可以用於半導體和電子、電動車電池製造、汽車製造

、食品生產和藥品包裝等多種應用和行業的技術。人們會在生產製造自動化、機器人引導和質量控製領域中看到3D傳感器和輪廓儀。

3D激光三角測量技術：為機器視覺提供深度

3D視覺技術正在成為主流--這是件好事。技術的進步和成本的降低使得3D視覺成為一種可以用於半導體和電子、電動車電池製造、汽車製造
、食品生產和藥品包裝等多種應用和行業的技術。人們會在生產製造自動化、機器人引導和質量控製領域中看到3D傳感器和輪廓儀。

過去，3D係統處理速度太慢

，無法跟上生產
，價格過於昂貴，配置難度高，且不易維護。相反的
，係統設計人員依靠（1D）和（2D）掃描成像技術複雜的相機和照明配置中執行檢測，使用軟件計算深度信息。

傳感器質量和速度、嵌入式視覺、FPGA、激光
、光學和智能係統的同步發展使得3D成像成為當今更加可行的選擇。現在的3D成像技術具有成本低
、可靠
、可重複、易於實施的優勢，並在各種要求嚴苛的應用中得到驗證。雖然1D和2D技術仍在廣泛使用，但現在3D技術幾乎在所有情況下都提供了可靠的替代方案。

Z-Trak2 是基於Teledyne Imaging的3D圖像傳感器技術打造的3D輪廓傳感器係列。Z-Trak2 3D輪廓傳感器通過穩定的5GigE接口提供了高速的線上檢測手段。

3D激光三角測量技術

使之成為可能的3D成像技術之一是3D激光三角測量。該技術已經存在了很長一段時間
，但直到最近才取得進展，由於校準的複雜性、有限的掃描速率
、所需的計算能力和現場維護成本，它在線上應用中的使用受到了限製。

在典型的激光線輪廓儀中
，激光線條被投射到物體上，並使用一個2D（區域/矩陣）圖像傳感器進行成像。在確定激光條紋在圖像傳感器上的位置後，輪廓儀會提供由激光條紋的光學三角測量產生的橫向（X軸）和深度（Z軸）信息。沿著激光線生成的XZ對集稱為輪廓。沿運動方向的兩個連續輪廓之間的距離構成第三軸（Y）。通過這種方式掃描物體，我們獲得了物體的表麵掃描信息（X，Y，Z）。

實現性能

憑借高速CMOS圖像傳感器的科技進步和現代FPGA的強大功能
，快速可靠的嵌入式係統允許3D輪廓傳感器（針對給定的測量範圍）提供更大的視野以及前所未有速度的高動態範圍成像效果（HDR）。通過整合各種功能，如支持漫反射和鏡麵反射配置的功能
，以及5-GigE這樣的高速數據傳輸接口，3D輪廓傳感器能夠更好地應對當今在線3D機器視覺應用帶來的挑戰。這些傳感器具有廣泛的光學布置，使用可擴展的處理架構，並提供低至幾微米的高度和寬度分辨力。

更好的可用性和集成性

集成式激光三角測量輪廓儀使用和設置更方便，並且不需要特殊的照明布置。通過巧妙平衡輪廓儀設計的各種構成模塊（圖像傳感器、激光能力、光路
、機械和電子部件）
，可以以相對較低的成本獲得準確的測量結果。

隨sui著zhe輪lun廓kuo儀yi變bian得de更geng加jia可ke靠kao且qie技ji術shu不bu斷duan成cheng熟shu，用yong戶hu可ke能neng會hui更geng加jia願yuan意yi選xuan擇ze它ta作zuo為wei首shou選xuan技ji術shu。例li如ru
，激ji光guang三san角jiao測ce量liang技ji術shu對dui振zhen動dong有you很hen好hao的de容rong忍ren度du。通tong過guo掃sao描miao，小xiao幅fu振zhen動dong可ke以yi幫bang助zhu減jian少shao激ji光guang散san斑ban所suo產chan生sheng的de整zheng體ti噪zao聲sheng。

巧妙的架構設計讓您可以通過增添處理模塊（例如人工智能、像素處理和智能傳感器等）來進一步提高係統的功能。

麵向更廣泛應用領域的係統設計

如今，激光輪廓儀將HDR功gong能neng和he反fan射she消xiao除chu算suan法fa相xiang結jie合he來lai測ce量liang物wu體ti特te征zheng
，盡jin管guan表biao麵mian反fan射she程cheng度du不bu同tong。除chu了le對dui人ren眼yan安an全quan的de紅hong色se激ji光guang外wai
，還hai提ti供gong藍lan色se激ji光guang配pei置zhi的de機ji型xing，適shi用yong於yu掃sao描miao表biao麵mian反fan射she性xing較jiao強qiang或huo對dui紅hong色se激ji光guang不bu可ke見jian的de物wu體ti。

現代電子科技和人工智能（AI）技術的發展使係統變得更加強大，而且將成本控製在合理範圍內。對於單個3D輪廓傳感器的視野無法滿足要求的應用，用戶可以組合多個3D輪廓儀進行同步檢測，或者在物體需要進行360°檢測的情況下使用多個3D輪廓儀。

多傳感器裝置示例

此類應用的示例包括大型木板
、金屬、石膏板、suliaohegeleichongyajiandejianzha。meicejuyoubuduichengtezhengdechongyajianxuyaozaiwutizhouweishiyongduogechuanganqi。zheyaoqiusuoyouchuanganqidouyishidangfangshijinxingpeizhi
，shideshengchengde3D圖像能夠以真實方式呈現物體。要實現這一點，所有傳感器需要精確同步以生成組合圖像，方便測量。

汽車輪胎的3D檢測是使用3D輪廓傳感器的一個典型應用。

局限性和其他需要考慮的問題

盡管3D激光三角測量技術在性能
、成(cheng)本(ben)和(he)可(ke)用(yong)性(xing)方(fang)麵(mian)有(you)了(le)很(hen)大(da)的(de)進(jin)步(bu)
，但(dan)仍(reng)然(ran)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)一(yi)些(xie)問(wen)題(ti)才(cai)能(neng)實(shi)現(xian)成(cheng)功(gong)的(de)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)。由(you)於(yu)激(ji)光(guang)三(san)角(jiao)測(ce)量(liang)需(xu)要(yao)觀(guan)察(cha)角(jiao)度(du)，因(yin)此(ci)遮(zhe)擋(dang)通(tong)常(chang)是(shi)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)。遮(zhe)擋(dang)是(shi)由(you)幾(ji)何(he)三(san)角(jiao)測(ce)量(liang)引(yin)起(qi)的(de)輪(lun)廓(kuo)儀(yi)定(ding)位(wei)角(jiao)度(du)產(chan)生(sheng)的(de)陰(yin)影(ying)。一(yi)種(zhong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)是(shi)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)或(huo)兩(liang)個(ge)激(ji)光(guang)器(qi)和(he)多(duo)個(ge)相(xiang)機(ji)。傳(chuan)感(gan)器(qi)還(hai)可(ke)能(neng)限(xian)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)速(su)度(du)和(he)性(xing)能(neng)。激(ji)光(guang)散(san)斑(ban)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)挑(tiao)戰(zhan)，它(ta)是(shi)激(ji)光(guang)本(ben)身(shen)產(chan)生(sheng)的(de)固(gu)有(you)噪(zao)聲(sheng)，會(hui)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)的(de)分(fen)辨(bian)率(lv)。

主要市場和應用

盡管如此，基於3D激光三角測量技術的係統仍然適用於種類繁多的應用，包括電子和半導體生產、機器人、汽車製造和一般工廠自動化等眾多細分市場中的線上高度測量。

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻
、圖片、文字如涉及作品版權問題
，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

為什麼FeFET變得如此有趣？

RS瑞森半導體碳化矽二極管在光伏逆變器的應用

為什麼功率轉換仍然算不上大宗商品

電源管理芯片TMI3191直擊智能穿戴電源痛點！

基於深度學習的地震波逆時偏移補償方法