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機器視覺相機：如何選擇2D視覺和3D視覺

來源：m.990ko.com

　　在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，中國市場釋放出驚人的機器視覺技術(shù)及產(chǎn)品需求，為本土機器視覺行業(yè)的成長提供了關(guān)鍵驅(qū)動力。

　　在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中，機器視覺一般由工業(yè)光源、圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟件及網(wǎng)絡(luò)通訊裝置等構(gòu)成。在自動化工業(yè)質(zhì)量控制和在線檢測領(lǐng)域，2D和3D技術(shù)都具備及其重要的作用。如何將兩者結(jié)合起來創(chuàng)建一個更可靠、高效的機器視覺檢測系統(tǒng)，首先要認(rèn)識兩者的各自優(yōu)勢和應(yīng)用場景。

　　一、2D視覺

　　2D視覺技術(shù)原理是根據(jù)灰度及對比度來進行參考檢測，其主要功能是：定位、檢測、測量、識別。當(dāng)前，2D機器視覺已經(jīng)部署了幾十年，在某些應(yīng)用場景下表現(xiàn)出色，具體可分為以下幾項應(yīng)用：

　　1、二維特征和位置的檢測

　　2、二維尺寸檢查

　　3、條碼讀取

　　4、字符識別

　　5、標(biāo)簽檢測

　　6、某些質(zhì)量檢驗流程

　　7、監(jiān)視和對象跟蹤

　　8、有無檢測等

　　在很多應(yīng)用場景中，2D視覺存在一些限制。

　　由于2D視覺無法獲得物體的空間坐標(biāo)信息，故而不支持與形狀相關(guān)的測量，諸如：物體平面度、表面角度、體積，或區(qū)分相同顏色物體之類的特征，亦或是在具有接觸側(cè)的物體位置之間進行區(qū)分。

　　因此，對于對精確度和自動化的要求更高的檢測要求，3D機器視覺表現(xiàn)了其在視覺檢測上的優(yōu)勢。

　　二、3D視覺

　　3D視覺比2D視覺處理具備更高的計算要求。3D機器視覺的圖像檢測更接近于人類的眼睛，能夠借助數(shù)字化3D掃描數(shù)據(jù)，提取一個物體的尺寸，包括：表面積、體積和形體尺寸。

　　相比2D機器視覺，3D機器視覺具有以下幾項優(yōu)點：

　　1、在線檢測快速移動的目標(biāo)物，獲取形狀和對比度

　　2、消除手動檢查帶來的錯誤

　　3、實現(xiàn)部件和裝配的100%在線質(zhì)量控制

　　4、最大限度地縮短檢測周期和召回

　　5、最大限度地提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)量

　　6、對比度不變，是檢查低對比度物體的理想選擇

　　7、對較小的照明變化或環(huán)境光不敏感

　　8、建立大型物體檢測的多傳感器設(shè)置更簡單

　　目前3D機器視覺大多用于3C消費電子、新能源行業(yè)、汽車制造、電子組件和醫(yī)藥產(chǎn)品的檢測。其能有效提高合格產(chǎn)品的生產(chǎn)能力、提升產(chǎn)品良率，從而減少原材料浪費、節(jié)約生產(chǎn)成本。

　　當(dāng)前，3D視覺系統(tǒng)可應(yīng)用于多種工業(yè)化場景以及2D視覺系統(tǒng)無法提供應(yīng)用所需的性能的場景。

　　例如：

　　1、機器人引導(dǎo)和表面跟蹤

　　2、用于放置、包裝或組裝的料箱揀選

　　3、對象掃描和數(shù)字化構(gòu)建

　　4、厚度、高度和體積測量

　　5、尺寸標(biāo)注和空間管理

　　6、測量形狀，孔，角度和曲面

　　7、檢測表面或裝配缺陷

　　8、相對3DCAD模型的質(zhì)量控制和驗證

　　在3D視覺興起之后，選擇2D視覺還是3D視覺，成為大家共性困擾的問題。那么在不同場景下，如何選擇2D視覺系統(tǒng)和3D視覺系統(tǒng)呢?

　　如果要測量某些物體的相對尺寸比例，2D視覺完全可以勝任，但如果需要測量物體的絕對幾何尺寸，則3D視覺將是唯一選項;在工業(yè)自動化中，若能夠保證目標(biāo)物體的有序平鋪，2D視覺通常能夠做得又快又好又經(jīng)濟，但如果目標(biāo)物體是無序的話，則必須有3D視覺的優(yōu)勢加持。

　　在未來工廠的應(yīng)用中，2D相較于3D成本更加低，在一些識別類檢測中，2D依然有強大的技術(shù)優(yōu)勢，3D視覺不一定能夠解決所有的問題，根據(jù)性價比最優(yōu)的原則，2D視覺與3D視覺結(jié)合使用會是比較完美的解決方案。

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