堡盟工業相機：優化“陰影恢複形狀”應用

2026-04-20 16:47:09

“陰影恢複形狀”（Shape-from-Shading）3D技(ji)術(shu)可(ke)用(yong)於(yu)幾(ji)乎(hu)任(ren)何(he)行(xing)業(ye)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)。通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)光(guang)強(qiang)的(de)分(fen)散(san)程(cheng)度(du)，該(gai)技(ji)術(shu)甚(shen)至(zhi)能(neng)識(shi)別(bie)物(wu)體(ti)表(biao)麵(mian)最(zui)微(wei)小(xiao)的(de)不(bu)規(gui)則(ze)缺(que)陷(xian)，例(li)如(ru)裂(lie)紋(wen)或(huo)劃(hua)痕(hen)等(deng)等(deng)。堡(bao)盟(meng)高(gao)性(xing)能(neng)工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)內(nei)置(zhi)光(guang)源(yuan)控(kong)製(zhi)器(qi)，是(shi)用(yong)於(yu)簡(jian)化(hua)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)和(he)快(kuai)速(su)實(shi)施(shi)檢(jian)測(ce)任(ren)務(wu)的(de)重(zhong)要(yao)工(gong)具(ju)。

3D技術在自動化領域無處不在，目前被廣泛用於質量保證、物流和測量等諸多應用。不同應用所使用的3D技術也不盡相同。例如，立體成像法要求使用兩台相機，並且僅適用於靜止物體，因此其應用速度較慢；三角測量技術或投影法的原理是基於運動——投射的測量點在物體表麵移動，或者物體在測量點下方移動；飛行時間法隻需采用一台相機，且同時適用於靜止和運動的物體；“陰影恢複形狀”3D技術通過不同方向的光源照射物體來測量傾角和曲率，無論靜止還是運動的物體，都非常適合。橫向分辨率（x,y方向）取決於所使用的相機，因此該值可能會很高。這種分辨率組合使用靈活、廣泛。

原理與日晷相反

conggainianshangjiang，yinyinghuifuxingzhuangjishudeyuanlifeichangjiandan，kejiangqishizuofanxiangderigui。riguideyuanlishigenjugaoduyidingdeguizhentouxiadeyinyingchangduquedingtaiyangdegaoduhefangxiang，bingyicicedingshijian——高科技日晷甚至能測量全天的時間。作為一種3D技術，陰影恢複形狀技術通過在特定方位的光源投下的陰影的長度來測量高度。若要獲取表麵梯度的完整信息，至少需要三個（通常為四個）不同方向的光源。梯度用於確定高度值z(x,y)。在zai大da多duo數shu應ying用yong中zhong，相xiang機ji按an順shun序xu觸chu發fa光guang源yuan，同tong時shi采cai集ji圖tu像xiang序xu列lie，隨sui後hou用yong軟ruan件jian進jin行xing分fen析xi。由you於yu曝pu光guang時shi間jian極ji短duan，在zai測ce量liang運yun動dong物wu體ti時shi可ke最zui大da限xian度du降jiang低di圖tu像xiang的de模mo糊hu程cheng度du。此ci外wai，光guang照zhao方fang向xiang也ye可ke用yong顏yan色se進jin行xing編bian碼ma，同tong時shi一yi台tai三san芯xin片pian相xiang機ji隻zhi需xu一yi次ci拍pai攝she就jiu能neng采cai集ji一yi組zu圖tu像xiang。陰yin影ying恢hui複fu形xing狀zhuang技ji術shu不bu建jian議yi用yong於yu彩cai色se相xiang機ji，因yin為weiBayer濾光片會帶來很大的色彩串擾。

快速識別不規則幾何缺陷

近(jin)年(nian)來(lai)，陰(yin)影(ying)恢(hui)複(fu)形(xing)狀(zhuang)技(ji)術(shu)尤(you)其(qi)受(shou)到(dao)在(zai)線(xian)表(biao)麵(mian)檢(jian)測(ce)和(he)分(fen)揀(jian)應(ying)用(yong)的(de)青(qing)睞(lai)。其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)原(yuan)因(yin)是(shi)，通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)從(cong)每(mei)個(ge)光(guang)照(zhao)方(fang)向(xiang)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)灰(hui)度(du)圖(tu)像(xiang)，可(ke)消(xiao)除(chu)表(biao)麵(mian)反(fan)射(she)率(lv)差(cha)異(yi)帶(dai)來(lai)的(de)影(ying)響(xiang)。因(yin)此(ci)，陰(yin)影(ying)恢(hui)複(fu)形(xing)狀(zhuang)技(ji)術(shu)能(neng)夠(gou)簡(jian)單(dan)快(kuai)速(su)地(di)將(jiang)不(bu)規(gui)則(ze)幾(ji)何(he)缺(que)陷(xian)與(yu)因(yin)顏(yan)色(se)、反光或紋理造成的不規則缺陷區分開，而其它區分方法要複雜得多。陰影恢複形狀技術被廣泛用於包裝行業，例如：在印有盲文（即凸字）的包裝盒上，利用該技術可檢測盲文印刷是否正確和準確。

陰影恢複形狀竟如此簡單

理想情況下，相機會按順序觸發光源的四個分區，每次觸發采集一張灰度圖像，然後將圖像傳輸至分析單元。堡盟CX係列的CX.I相機目前搭配四個可單獨觸發的電源輸出。相機內置兼容GenICam的定序器，電源輸出最高48V/2.5A，因(yin)此(ci)直(zhi)接(jie)通(tong)過(guo)相(xiang)機(ji)便(bian)能(neng)觸(chu)發(fa)光(guang)源(yuan)裝(zhuang)置(zhi)和(he)圖(tu)像(xiang)采(cai)集(ji)，無(wu)需(xu)使(shi)用(yong)外(wai)部(bu)光(guang)源(yuan)控(kong)製(zhi)器(qi)，也(ye)無(wu)需(xu)額(e)外(wai)布(bu)線(xian)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)。不(bu)過(guo)，高(gao)動(dong)態(tai)檢(jian)測(ce)應(ying)用(yong)不(bu)僅(jin)要(yao)求(qiu)相(xiang)機(ji)具(ju)備(bei)高(gao)幀(zhen)率(lv)，同(tong)時(shi)還(hai)要(yao)保(bao)證(zheng)極(ji)短(duan)的(de)曝(pu)光(guang)時(shi)間(jian)。堡(bao)盟(meng)CX.I相機在Burst模(mo)式(shi)下(xia)能(neng)夠(gou)以(yi)極(ji)高(gao)的(de)幀(zhen)率(lv)采(cai)集(ji)圖(tu)像(xiang)，並(bing)根(gen)據(ju)可(ke)用(yong)帶(dai)寬(kuan)以(yi)較(jiao)低(di)的(de)幀(zhen)率(lv)傳(chuan)輸(shu)至(zhi)分(fen)析(xi)單(dan)元(yuan)。相(xiang)機(ji)內(nei)置(zhi)索(suo)尼(ni)傳(chuan)感(gan)器(qi)，可(ke)提(ti)供(gong)高(gao)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)圖(tu)像(xiang)，即(ji)便(bian)對(dui)於(yu)光(guang)亮(liang)金(jin)屬(shu)表(biao)麵(mian)也(ye)能(neng)確(que)保(bao)穩(wen)定(ding)的(de)圖(tu)像(xiang)分(fen)析(xi)。此(ci)外(wai)，該(gai)係(xi)列(lie)相(xiang)機(ji)曝(pu)光(guang)時(shi)間(jian)低(di)至(zhi)1 µs，可大幅降低圖像的模糊程度，從而實現高速檢測。

節約成本和時間

堡盟CX.I相(xiang)機(ji)的(de)功(gong)能(neng)強(qiang)大(da)，相(xiang)機(ji)內(nei)置(zhi)光(guang)源(yuan)控(kong)製(zhi)器(qi)，帶(dai)四(si)個(ge)可(ke)單(dan)獨(du)觸(chu)發(fa)的(de)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)，可(ke)減(jian)少(shao)陰(yin)影(ying)恢(hui)複(fu)形(xing)狀(zhuang)應(ying)用(yong)所(suo)需(xu)元(yuan)件(jian)的(de)數(shu)量(liang)，從(cong)而(er)節(jie)省(sheng)材(cai)料(liao)和(he)集(ji)成(cheng)成(cheng)本(ben)。此(ci)外(wai)，該(gai)係(xi)列(lie)相(xiang)機(ji)還(hai)能(neng)簡(jian)化(hua)係(xi)統(tong)結(jie)構(gou)、提高檢測可靠性並加快設置速度。

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圖片來源：堡盟

圖1：在zai陰yin影ying恢hui複fu形xing狀zhuang應ying用yong中zhong，被bei測ce物wu體ti依yi次ci接jie受shou四si個ge不bu同tong方fang向xiang的de光guang源yuan照zhao射she，每mei次ci照zhao射she采cai集ji一yi張zhang灰hui度du圖tu像xiang。通tong過guo對dui采cai集ji到dao的de表biao麵mian陰yin影ying圖tu像xiang進jin行xing分fen析xi，便bian能neng得de到dao物wu體ti表biao麵mian的de質zhi量liang信xin息xi。

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