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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方向位置關系，但是根據(jù)透視原理,，可以知道相對位置關系,。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)于結構光相機（DLP）,，結構光相機優(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)南尬唬ㄎ痪纫蟛桓?，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,，視野越小,；視野越大的相機,，精度則做不高。精度跟視野大小是成反比關系,。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,。