3D視覺產(chǎn)品提供了2D視覺不能獲取的高度信息，給很多檢測(cè)需求帶來(lái)了可行性，諸如相對(duì)高度，體積計(jì)算，物體表面平面度和厚度測(cè)量以及機(jī)器人的無(wú)序抓取等等，從而開拓了視覺的檢測(cè)領(lǐng)域，也大大的刺激了3D技術(shù)的革新。隨著3D視覺越來(lái)越成熟，在發(fā)展的過(guò)程中，涌現(xiàn)出了很多種原理的新技術(shù)產(chǎn)品，其中主要有：激光三角測(cè)量原理、時(shí)間飛行原理(TOF)、結(jié)構(gòu)光原理以及雙目視覺原理。
SICK作為全球性的為工業(yè)領(lǐng)域提供完整解決方案的專業(yè)傳感器供應(yīng)商，亦深耕3D產(chǎn)品多年，為需求市場(chǎng)也帶來(lái)了一系列出色的3D產(chǎn)品和解決方案。
(SICK 3D相機(jī)原理示意圖)
下面我們來(lái)聊一聊SICK 3D機(jī)器視覺原理和其對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品與應(yīng)用。
激光三角測(cè)量原理
激光三角測(cè)量原理是測(cè)量系統(tǒng)向物體投射一條光束，由于物體表面高度的不同，導(dǎo)致相機(jī)接受到的光束在圖像上的行數(shù)不同，從而根據(jù)變換關(guān)系獲取激光線表面高度信息(即剖面數(shù)據(jù))。通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)與物體的相對(duì)移動(dòng)，完成不同位置的剖面收集，進(jìn)而拼接生成3D圖像。
SICK 3D激光三角測(cè)量的系列產(chǎn)品及特點(diǎn)：
1. Trispector/TrispectorP
智能/可編程的一體式3D 相機(jī)
相機(jī)可進(jìn)行圖像處理，便于嵌入應(yīng)用，同時(shí)支持輸出圖像功能
2. RulerX/RulerXC/RulerXR/Ruler3000系列(一體式3D相機(jī))和Ranger3系列(分體式3D相機(jī))
采用 ROCC 技術(shù)的SICK M30 CMOS新一代傳感器
采樣頻率：全幅模式可達(dá)7 KHz, AOI模式可達(dá)46 KHz
可同時(shí)提供高度圖、反射圖和漫反射圖多種圖像數(shù)據(jù)
典型使用場(chǎng)景如下：
時(shí)間飛行原理(TOF)
時(shí)間飛行原理(TOF)是通過(guò)發(fā)射光脈沖(一般為不可見光，即紅外光)到被觀測(cè)物體上，然后物體反射回的光脈沖被相機(jī)捕捉。通過(guò)探測(cè)光脈沖從發(fā)射到接收之間的飛行(往返)時(shí)間來(lái)計(jì)算相機(jī)與被測(cè)物體之間的距離。
SICK 時(shí)間飛行(TOF)的相關(guān)產(chǎn)品系列產(chǎn)品及特點(diǎn)：
1. Visionary-T：
每秒拍攝多達(dá) 50幅 3D 圖像
每次拍攝 144 x 176 像素
抗環(huán)境光干擾能力：高達(dá)50K lux
防護(hù)等級(jí)：IP67
2. Visionary-T Mini：
高分辨率500 X 400pixels
傳輸速率高達(dá) 30幀/S
3D點(diǎn)云智能過(guò)濾功能
防護(hù)等級(jí)：IP67 & IP69K
工作環(huán)境溫度-10℃...+50℃
客戶受益：
緊湊型外觀設(shè)計(jì)
過(guò)濾可提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高表現(xiàn)性能
易于設(shè)置和配置，適用于廣泛的應(yīng)用
基于AppSpace平臺(tái)開發(fā)各種應(yīng)用APP
典型使用場(chǎng)景如下：
1. 防碰撞：
檢測(cè)地面上的物體，例如顯示的載人叉車或起重機(jī)
2. 碼垛和拆垛：
檢測(cè)可用和占用區(qū)域，以控制和優(yōu)化托盤處理解決方案
3. 物體檢測(cè)：
用于在高架倉(cāng)庫(kù)裝卸任務(wù)中檢測(cè)托盤的準(zhǔn)確位置，以及AGV小車的拾取位置
4. 機(jī)器人引導(dǎo)：
檢測(cè)自動(dòng)取放應(yīng)用的盒子位置和可放置空間位置
5. 自動(dòng)行李托運(yùn)：
在自動(dòng)落袋柜臺(tái)檢測(cè)袋子的體積;在圖中，由于沒有按下箱子的把手，因此超出了允許的尺寸
6. 質(zhì)量檢查：
通過(guò)將圖像與預(yù)定義模型進(jìn)行比較以識(shí)別不適當(dāng)?shù)臓顩r，從而檢測(cè)不良偏差;在圖像中，座椅上有一把螺絲刀
結(jié)構(gòu)光原理
結(jié)構(gòu)光原理是向物體投射出黑白相間的結(jié)構(gòu)性光束，這些光束由于物體表面形狀的不同而產(chǎn)生變形，表現(xiàn)在圖像中則是結(jié)構(gòu)性光束發(fā)生了變形和扭曲，即高差變化和不連續(xù)，高差變化的程度用于計(jì)算深度，不連續(xù)則顯示出了物體表面的物理間隙，進(jìn)而計(jì)算出物體的位置和深度等信息，最終復(fù)現(xiàn)三維空間。
SICK的Visionary-S系列硬件使用2個(gè)IR相機(jī)和1個(gè)RGB相機(jī)。將結(jié)構(gòu)光照明與成熟的彩色攝像技術(shù)相結(jié)合，實(shí)時(shí)提供彩色深度圖像(即包含三維坐標(biāo)和RGB信息的點(diǎn)云數(shù)據(jù))。使用多相機(jī)不同角度拍攝場(chǎng)景的兩幅圖像疊加在一起，使復(fù)現(xiàn)的圖像更準(zhǔn)確，質(zhì)量更佳。
SICK 3D結(jié)構(gòu)光的系列產(chǎn)品及特點(diǎn)：
Visionary-S系列：
每秒多達(dá) 30張 彩色深度 圖像
分辨率：640px * 512px;
更大的視野范圍：60°* 50°;檢測(cè)距離：0.5 ~ 6.5m
抗干擾能力更強(qiáng)：可在黑暗和最大 40k lx 的環(huán)境光下工作
溫度范圍：0℃ ... 50℃(取決于外殼);防護(hù)等級(jí)：IP67
HDR 模式
典型使用場(chǎng)景如下：
1.商品尺寸標(biāo)注。可以使用 3D 快照?qǐng)D像對(duì)貨物進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量
2. Bin-Picking：3D 攝像頭為機(jī)械臂定位提供數(shù)據(jù)
3. 碼垛和卸垛
4. 港口：集裝箱定位
雙目視覺原理
雙目視覺原理根據(jù)通過(guò)兩個(gè)鏡頭平行拍攝物體，并將影像疊合，處理單元根據(jù)已知的焦距和鏡頭之間距離推算出物體與傳感器之間的深度信息，類似人眼感知物體距離的原理。后續(xù)又發(fā)展衍生多目視覺系統(tǒng)。
通常分為如下過(guò)程：
傳感器頭捕獲原始 3D 數(shù)據(jù)，評(píng)估單元以類似于大腦的方式進(jìn)行編程解讀，以分析和處理傳感器頭所看到的內(nèi)容，并解析創(chuàng)建出深度圖像。這種工作原理使得SICK先進(jìn)的Visionary-B 特別適合作為戶外應(yīng)用的 3D 系統(tǒng)。
1. 獲取不同視角的2個(gè)圖像
2.疊加兩張圖片
3. 創(chuàng)建具有深度信息的圖像
SICK 3D雙目視覺的系列產(chǎn)品及特點(diǎn)：
Visionary-B系列：
距離值：250 × 496 像素以及 2D 圖像：544 × 828像素
更大溫度范圍：從 ?40℃ 至 +75℃
專為惡劣的戶外環(huán)境設(shè)計(jì)：IP69K防護(hù)等級(jí)。可在強(qiáng)烈的陽(yáng)光、雨水下工作。
智能圖像處理：物體的分類和定位
二合一解決方案：每秒各八幅 3D 圖像和 2D 圖像
可進(jìn)行近來(lái)幾小時(shí)的活動(dòng)記錄
典型使用場(chǎng)景如下：
港口和起重機(jī)：
? 引導(dǎo)容器揀選
? 存在檢測(cè)
? 駕駛輔助和碰撞警告
礦業(yè)：
? 駕駛輔助和碰撞警告
? 自動(dòng)轉(zhuǎn)向
建筑工地：
? 支持 3D 站點(diǎn)管理
? 挖掘期間的支持
? 駕駛輔助和碰撞警告
? 物體和車輛監(jiān)控
農(nóng)林：
? 液位監(jiān)控
? 線路引導(dǎo)
? 料堆檢測(cè)
? 駕駛輔助和碰撞警告
SICK是工業(yè)用智能傳感器和傳感技術(shù)解決方案的主要制造商之一。擁有以上不同成像原理的高性能的3D相機(jī)系列產(chǎn)品，適用于不同行業(yè)的不同應(yīng)用場(chǎng)合。我們?cè)诟餍懈鳂I(yè)擁有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，會(huì)根據(jù)客戶的需求測(cè)試并優(yōu)化系統(tǒng)解決方案。SICK 是值得您信賴的供應(yīng)商和研發(fā)合作伙伴!
（來(lái)源：西克）
