欢迎来到 3D 视觉的未来

多年来，3D 视觉的主要挑战是开发一种机器人“眼睛”，它能够捕捉运动中的真实世界。

传统的 3D 传感技术一直在努力应对这一挑战，它们都无法扫描快速移动的物体，同时提供满足客户对高分辨率和准确性要求的 3D 图像数据。 em>

新颖的平行结构光技术改变了这种情况，它结束了质量和速度之间的困境。我们终于来到了 3D 视觉的未来。

传感器业务部产品总监 Marcel Svec 解释的平行结构光 .

在我们之前关于“机器视觉革命”的博客文章中，我们讨论了动态 3D 扫描的概念。我们回答了为什么它对标准技术构成挑战以及平行结构光如何克服这一挑战的问题。我们深入探讨了该技术的工作原理以及它与其他方法相比的优势。

在这篇博文中，我们将采取更实际的立场。

如您所知，平行结构光技术是在 3D 相机 MotionCam-3D 中实现的。今天我们将从设备的角度来看待这项技术：我们将介绍 MotionCam-3D 的主要部件和主体特征、针对不同应用的不同模型、它的扫描功能以及您可以在哪里使用它们，以及使用其他技术无法获得的独特功能。

为此，我们将比较最流行的 3D 传感技术的 3D 图像输出，并将它们与平行结构光进行比较，以客观地了解它们的性能。

什么是 MotionCam-3D？

让我们从对 MotionCam-3D 是什么的非常基本的解释开始：

MotionCam-3D 是一种工业区域扫描 3D 相机——即机器人“眼睛” – 可用于各种应用程序，以实现工业、物流和其他类型流程的自动化。通过让机器人看到 ，相机允许他们在 3D 空间中操纵物体或在制造过程中评估它们的质量。

关于 MotionCam-3D 的基本事实

MotionCam-3D由三个主要部分组成：

1. 将光投射到场景中的投影仪
2. 捕捉场景的相机单元
3. 计算 3D 数据并将其通过以太网发送到 PC 的处理单元

该设备还可以通过以太网或 24V 电源连接器供电。

所有这些组件都组装在一个光滑、坚固、耐用的碳纤维车身中，其重量不到 1.5 公斤。这对于手眼应用具有特殊优势。

MotionCam-3D 提供三种不同的尺寸和不同的扫描范围：

1. 模型 S =最小的型号，扫描范围可达 60 厘米。还有一个扩展版本 S+，扫描范围可达 150 厘米。
2. 模型 M =扫描范围达 100 厘米的中型型号。扩展版 M+ 提供高达 150 厘米的扫描范围和更高的精度。
3. L 型 =最大型号，扫描范围可达 300 厘米。

+ 具有扩展扫描范围的型号特别适用于手眼应用。

所有五个型号都提供高达 200 万个 3D 点的相同分辨率，点云的密度取决于扫描距离。例如，对于1米的扫描距离，密度等于每1平方毫米4个点。

您可以在哪里使用 MotionCam-3D？

MotionCam-3D 强大的扫描性能使您能够扫描由不同类型材料制成的各种物体，包括但不限于以下：

• 黑色橡胶
• 铝
• 小、薄、有光泽的金属零件
• 塑料物品
• 硬纸板
• 半透明或背光照明的物体

扫描各种材料的能力，以及在苛刻的工业环境和具有挑战性的条件下的高分辨率、准确性和高稳健性，使 MotionCam-3D 成为完美的 3D 视觉设备，可以在广泛的应用中服务于自动化，例如：

• 拣选
• 码垛和卸垛
• 包装
• 排序
• 盒子尺寸标注
• 质量检验
• 还有很多其他

现在，与其他 3D 传感技术相比，MotionCam-3D 有何独特之处？

平行结构光 与 结构光

如果您的目标是高质量的 3D 数据，那么结构光传感器可能是您不错的选择。它们可以提供高精度的可靠数据，并且可以在各种条件下扫描各种材料和表面。

然而，它们有一个严重的局限性，那就是它们只能在场景完全静止时使用。这有以下原因：

结构光系统将一系列光图案投射到场景中。如果物体移动，投影的图案就会被破坏。这会导致具有高噪声、飞行伪影或不完整点云的不可读图案。

如果您需要扫描移动场景，还有其他更合适的技术。现在让我们看看这些。

平行结构光 与有源立体声/ToF

用于扫描运动中物体的最流行的 3D 传感技术是飞行时间 (ToF) 或主动立体系统。

它们的主要优点是扫描速度快。不幸的是，这是以质量为代价的。这些系统的分辨率通常是 VGA（视频图形阵列 =在显示器上显示图形的分辨率标准），其精度只能达到几毫米。另一个弱点是它们不能在扫描对象的边缘显示很好的细节，并且 3D 图像具有相当高的噪声。

当我们总结上述论点时，我们得到以下结论：

一方面，有源立体声或飞行时间系统，可以提供高速度但质量低。

另一方面，结构光系统可以提供高质量但不能用于扫描移动或振动物体。

但是 我们希望同时实现高速和高质量，以便能够以高分辨率和准确度扫描快速移动的物体。这是无数应用中的必然，如何才能达到满意的效果？

幸运的是，平行结构光技术汇集了两全其美——主动立体声的速度和飞行时间系统和 结构光传感器的质量。

看看下面由 MotionCam-3D 拍摄的场景。

场景在移动，但 3D 图像仍然非常清晰。可以看到：

• 具有 900 000 个 3D 点的高分辨率点云
• 亚毫米精度
• 低噪音
• 扫描对象的详细轮廓
• 高稳健性
• 完成对各种材料的扫描

MotionCam-3D 还具有静态模式，可将精度和分辨率提高一倍至 2 Mpx。这使它成为适用于各种应用的真正多功能设备。

改变机器视觉的范式转变

Parallel Structured Light 技术最终结束了关于您应该更喜欢速度而不是质量还是相反的项目的困境。

它代表了机器视觉行业真正的范式转变，因为它可以使现有应用程序更快、更可靠。同时，它为许多以前不可能实现的新应用打开了大门。

MotionCam-3D 的主要优势包括：

• 无需同步即可部署在动态系统中
• 它可以部署在运动不是线性而是随机的应用中
• 它可以加速传统的 3D 应用程序，例如 bin picking
• 可用于震动场景的扫描
• 它有利于手眼机器人，因为机器人不需要停下来进行扫描
• 与一次只能进行一次扫描的技术相比，它可以提供连续的高质量 3D 数据流
• 由于其高扫描速度，无需照明和现场校准即可取代复杂的 2D 应用
• 还有更多，因为这只是 MotionCam-3D 提供的一小部分可能性。

让我们一起探索它们。是时候看看运动中的世界了。