关于3D相机视觉检测的由来及技术特点

高速相机小编聊聊由于2D视觉无法获得物体的空间坐标信息，所以不支持与形状相关的测量，如物体平面度、表面角度、体积或者区分相同颜色的物体之类的特征或者在具有接触侧的物体位置之间进行区分，而且用2D视觉测量物体的对比度，这意味着特别依赖于光照和颜色或者灰度变化，测量精度易受照明条件变量的影响，而3D相机视觉检测可以获得物体的三维信息，从而完成平面度、角度、体积等测量，此外，在传统二维中，一些无对比度但有深度区别的检测场景，都可以用3D视觉检测完成检测。

1、双目视觉技术

双目视觉技术是目前应用较为广泛的3D视觉检测系统，它的原理就像我们人的两只眼睛，用两个视点观察同一景物，以获取在不同视角下的感知图像然后通过三角测量原理计算图像的视差，来获被测物的三维信息，由于双目技术原理简单，不需要使用不一样的发射器和接收器，只需要在自然光照下就能获得三维信息，所以双目技术具有系统结构简单、实现灵活和成本低的优点适合于制造现场的在线产品检测和质量控制，不过，双目技术的劣势是算法复杂，计算量大光照较暗或者过度曝光的情况下效果差。

2、TOF技术

TOF是TimeOfFlight的简写，它的原理是通过给目标物连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行时间来得到目标物距离，TOF技术的核心部件是光源和感光接收模块，由于TOF技术是根据公式直接输出深度信息，不需要用类似双目视觉的算法来计算，所以具有响应快、软件简单，识别距离远的特点，而且，由于不需要进行灰度图像的获取与分析，因此不受外界光照及物体表面性质的影响，TOF技术的缺点是分辨率低，不能精密成像且成本高。

3、结构光技术

结构光技术通过一个光源投射出一束结构光，这束结构光不是普通的光，而是具备一些结构的光线打到想要测量的物体上表面，因为物体的不同的形状，会对这样的一些条纹或斑点导致不同的变形，有这样的变形之后通过算法就可以计算出距离、形状、尺寸等信息，从而获得物体的三维图像，由于3D结构光技术既不需要用很准确的时间延迟来测量，又解决了双日中匹配算法的复杂度和鲁棒性问题，所以具有计算简单测量精度较高的优势，而且对于弱光环境无明显纹理和形状变化的表面同样可进行精密测量，所以越来越多的3D视觉检测应用采用结构光技术。

4、激光三角测量法

激光三角测量法基于光学三角原理，根据光源、物体和检测器三者之间的几何成像关系来确定空间物体各点的三维坐标，通常用激光作为光源，用CCD相机作为检测器，具有结构光技术3D视觉检测的优点，准确、快速、成本低，不过由于根据三角原理，被测物体越远，在CCD上的位置差别越小，所以激光三角测量法在近距离下的精度很高，但是随着距离越来越远，其测量的精度会越来越差。