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3D工業(yè)相機選擇標準「6個機器視覺相機考量標準」

3d工業(yè)視覺相機的選擇標準可從相機的類型、精度,、 視野,、距離,、場景,、成本等6個方面綜合考量,。

1,、工業(yè)相機類型

這個是第一要素,。3D視覺和2D視覺一般分兩類，一類是檢測一類是定位（還有一類是監(jiān)控,，比如安防就屬于這塊）,。缺陷檢測也包括外觀、顏色,、形狀,、缺損、多余,、傷痕（劃痕,、凹凸）、污漬,，尺寸公差等等,。3D和2D都有可能涉及到檢測類的應用，在不涉及尺寸的情況向,，大多檢測類應用可采用2D平面視覺,，少數(shù)涉及空間位置關(guān)系的檢測會用到3D檢測,。而正對尺寸公差檢測,，同樣分2D和3D,。原則上，2D視覺沒有Z方向的信息,，不知道物體的z方向位置關(guān)系,，但是根據(jù)透視原理，可以知道相對位置關(guān)系,。因此,，在具有明確Z方向參考的情況下，2D視覺也可以實現(xiàn)高精度尺寸公差測量,。而設(shè)計Z方向或者,，z方向信息不夠明確的情況下，3D視覺能很好的替代2D檢測,， 應用更加廣泛,。

2、機器視覺相機精度

精度是一個重要的參考因素,。沒每個應用都有允許的尺寸公差范圍,，比如高精度cnc加工，要求0.001-0.001mm的尺寸精度,；東潤項目要求的,，平面度檢測0.08mm精度；熙銳圓心定位0.5mm精度,，體積測量5mm精度等等,。根據(jù)不同的精度需求，選擇不同的相機,，一般來說,，在精度方面線激光精度優(yōu)于結(jié)構(gòu)光相機（DLP），結(jié)構(gòu)光相機優(yōu)與主動雙目（DST）,，主動雙目跟TOP精度差不錯,。所以，根據(jù)客戶的實際應用精度需求,，才能合理的選擇使用什么樣的相機,，一般，精度要求在0.1mm一下的的,，比如3C行也檢測,、機加工檢測、裝配定位等等采用線激光比較合適,，精度要求較高,。小尺寸到重大尺寸的物體定位,、抓取、無序上料等等,，可以在治具端做適當?shù)南尬?，定位精度要求不高，一?.1-10mm的,，都可以用DLP相機,，通過控制視場大小來滿足不同的精度需求。而大件識別定位,，一般用DST（DST130,，DST110，TOF）等,，精度要求不高,，一般厘米級別的精度就夠用了。更低精度的,，有激光雷達,。

3、3d工業(yè)相機視野

視野也是視場大小,，就是需要檢測的物體和場景尺寸,。視野限定了視覺系統(tǒng)的極限精度，一般精度越高的相機,，視野越?。灰曇霸酱蟮南鄼C,，精度則做不高,。精度跟視野大小是成反比關(guān)系。大視野同時要極高的精度,，這是偽需求,，要么做不到，要么做到了成本極高,，代價極大,。一般0.01mm一下的精度，視野范圍在1-50mm,；0.01-0.1mm的精度要求,，視野在10-300mm，而剛大的視野,，則意味著精度同步下降,。

4、3D視覺相機工作距離

目前所有的3D相機,，都是采用的主動光源,，光源的反射強度決定了圖像采集的信號強度,，信號越強，則圖像越清晰,，噪聲越小,。而距離會導致光衰，光的擴散傳播,，導致光功率密度下降,，下降速率跟距離的立方成反比,。也就是說,，越遠距離的成像，效果越差,。因此,，工作距離也是影響相機選擇的一大因素。點光源比線光源能量集中度好,，線光源比面光源能量集中度高,，因此，不同的原理的相機,，能設(shè)計的工作距離不同,。激光雷達，采用點光源,，工作距離最長,，車載激光雷達工作距離可達100米；面陣激光相機,，比如DLP,，在超過2米的時候，其光衰帶來的影響就很嚴重,，所以,，相機工作距離被大大限制。主動雙目采用的是點陣激光,，工作距離比DLP要大,。

5、智能視覺相機應用場景

應用場景也是選擇相機一個必要考慮的點,。是用于室內(nèi)還是室外,、高溫低溫、液體粉塵等等環(huán)境因素,。另外,，物體的材質(zhì)也是影響因素，三個視覺難點：黑色,、透明,、反光,！涉及這3樣的，都難做,，甚至做不了,。一個個來說，所有3D相機都是主動光源的,，因此,，容易受強環(huán)境光影響，室外通常有陽光直射,，是個極強的干擾源,，因此對所有室外方案，3D視覺都受限,；而2D是被動光源的,，所以，受弱光影響（光照不足）,，所以2D項目一般需要增加補光燈,，人工補光。高溫低溫,、液體粉塵等等影響相機使用壽命,，尤其是光學器件的使用壽命。需要考慮防護問題,。

6,、成本問題

在一些交叉領(lǐng)域，比如精度,、視野,、距離等等。滿足兩款相機工作范圍的,，有時候兩張相機都能選,。比如，一個項目核心需求是精度0.4mm,，工作距離和視場等都合適,，那么有DLP和線激光兩款可以選擇。這個時候,，就需要考慮成本因素了,，像激光相機普遍比 DLP相機要貴（還有我們自己不生產(chǎn)），而且線激光相機需要運動機構(gòu)配合,，金錢成本比DLP要高,；而線激光精度優(yōu)于DLP，成像效果更好,，因此算法成本稍低,。所以,，要根據(jù)客戶預算，以及我們的綜合開發(fā)成本來考慮選什么相機,。同樣,，對于大件拆碼垛，可以選DLP以及 TOF或者ast110,,；中小件物體的識別與抓起等,，可以選DLP和AST110；高精度尺寸檢測,，可以選2D（固定位置檢測）或者線激光,；在同一個需求，有2款或者多款相機可以選擇的時候,，就需要考慮成本,。