http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-11 09:10:27 來源:施努卡機器視覺
2D機器視覺係統已經部署了幾十年,在某些應用場景下表現出色。但是在很多場景中,2D視覺存在一些限製,而新興3D機器視覺係統卻可以使用。無論是2D視覺還是3D視覺,其功能和性能直接取決於五個主要組件:光源、光學鏡頭、數字(CMOS或CCD)圖像傳感器、圖像處理軟件工具和通訊接口。
2D視覺
在純2D機器視覺係統的情況下,獲取的目標圖像實際上是二維平麵圖。2D圖像不提供任何高度信息,即:有X和Y數據,但沒有深度數據。我們所看到的實際上是從特定視點觀看的3D對象的輪廓。不同的視點和不同的對象會有不同的輪廓,從而使2D機器視覺在形狀信息對於執行任務至關重要的應用中用途有限。對於許多簡單的應用場景,高度和真實形狀信息的缺乏沒有影響。
如:特征識別與定位、尺寸檢測、條碼讀取、字符識別、標簽驗證、質量檢驗、監控和目標跟蹤、有無檢測等。
2D視覺的局限性
1、由於目標物體圖像是由其反射的光形成的,因此環境條件的變化或光源變化可能會對精度產生不利影響。在工廠環境中,太多的光線、太少的光線或陰影都會影響2D平麵中出現的邊緣和特征的清晰度。因此,對照明的敏感性是一個問題。
2、由於2D機器視覺所依賴的目標對象表麵上的對比(清晰的邊緣和特征),因yin此ci它ta也ye將jiang難nan以yi處chu理li非fei常chang黑hei暗an或huo非fei常chang光guang亮liang的de目mu標biao。雖sui然ran有you很hen多duo不bu同tong的de方fang法fa可ke以yi照zhao亮liang目mu標biao,但dan是shi無wu法fa拾shi取qu對dui象xiang的de邊bian緣yuan和he特te征zheng。缺que乏fa對dui比bi度du也ye會hui帶dai來lai問wen題ti。
3、由於我們無法使用2D機器視覺處理任何高度信息,因此,對於目標對象在Z方向存在高度差,會對成像造成很大影響。
4、二維機器視覺係統無法應對三維形狀或形式的複雜性。特別是對於需要在X或Y平麵之外測量尺寸的複雜零件和組件;需要確定零件體積的位置;當需要以精確的方式拾取和放置零件時,則2D機器視覺就無法完成任務。
3D視覺
在3Djiqishijiaoxitongzhong,mubiaoduixiangtuxiangbuzaizhishipingmiantupian。xianzai,tashiyigejuyoujingquezuobiaodesanweidianyun,keyizhidaokongjianzhongmeigexiangsudeweizhi。tahaitongshitigongX,Y和Z平麵數據以及相應的旋轉信息(圍繞每個軸)。
實現3D機器視覺係統有四種主要技術:激光三角法、立體視覺、飛行時間和結構光。與二維圖像處理相比,在3D中工作確實需要更多時間、處理器和軟件,但是在多核處理器、3D算法和軟件工具方麵的飛速發展意味著3D機器視覺係統現在已經超過了保持滿足生產線的吞吐量要求。重要的是由於能夠可靠地捕獲額外的三維數據,因此3D機器視覺係統可以不受2D視覺係統的不利影響,前麵討論的照明,對比度和到對象的距離方麵不再是問題。
由you於yu我wo們men正zheng在zai使shi用yong目mu標biao物wu體ti的de高gao精jing度du三san維wei數shu字zi化hua模mo型xing,因yin此ci我wo們men的de機ji器qi現xian在zai可ke以yi處chu理li形xing狀zhuang和he位wei置zhi。他ta們men知zhi道dao目mu標biao物wu體ti在zai空kong間jian中zhong的de精jing確que位wei置zhi、體積、角度、pingtanduhetezheng,bushoushengchanxianhuanjingtiaojianyijiwutishifanguanghuoxiguangdeyingxiang。zhejidadijianhualemubiaoduixianghezhenggexitongsheji。youcigongnengdedaolejidakuozhan,yinci3D機器視覺已被應用到2D視覺功能不足的眾多任務中。
包括:厚度、高度和體積測量、形狀、孔、角度和曲線、檢測表麵或安裝缺陷、針對3D CAD模型的質量控製和檢驗、機器人引導和表麵跟蹤(例如,用於焊接,去毛刺等)、自動零件抓取、放置、物體掃描和數字化等。
通過3D機器視覺技術組合,可以成功解決此類複雜、高精度、實時的任務。3D機器視覺技術提供了二維機器視覺無法提供的高效、經濟的解決方案。不同的3D機ji器qi視shi覺jiao技ji術shu的de質zhi量liang和he能neng力li仍reng然ran有you巨ju大da差cha異yi,使shi得de選xuan擇ze合he適shi的de工gong具ju要yao比bi常chang規gui相xiang機ji複fu雜za得de多duo。需xu要yao考kao慮lv更geng多duo要yao求qiu,包bao括kuo分fen辨bian率lv,顏yan色se,速su度du和he準zhun確que性xing。