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3D工業(yè)相機(jī)選擇標(biāo)準(zhǔn)「6個(gè)機(jī)器視覺相機(jī)考量標(biāo)準(zhǔn)」

3d工業(yè)視覺相機(jī)的選擇標(biāo)準(zhǔn)可從相機(jī)的類型,、精度,、 視野,、距離,、場(chǎng)景、成本等6個(gè)方面綜合考量,。

1,、工業(yè)相機(jī)類型

這個(gè)是第一要素。3D視覺和2D視覺一般分兩類,，一類是檢測(cè)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(cè)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(cè)類的應(yīng)用,，在不涉及尺寸的情況向,，大多檢測(cè)類應(yīng)用可采用2D平面視覺，少數(shù)涉及空間位置關(guān)系的檢測(cè)會(huì)用到3D檢測(cè),。而正對(duì)尺寸公差檢測(cè),，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(duì)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(shí)現(xiàn)高精度尺寸公差測(cè)量,。而設(shè)計(jì)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(cè),， 應(yīng)用更加廣泛。

2,、機(jī)器視覺相機(jī)精度

精度是一個(gè)重要的參考因素,。沒每個(gè)應(yīng)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(rùn)項(xiàng)目要求的，平面度檢測(cè)0.08mm精度,；熙銳圓心定位0.5mm精度,，體積測(cè)量5mm精度等等。根據(jù)不同的精度需求,，選擇不同的相機(jī),，一般來(lái)說(shuō)，在精度方面線激光精度優(yōu)于結(jié)構(gòu)光相機(jī)（DLP）,，結(jié)構(gòu)光相機(jī)優(yōu)與主動(dòng)雙目（DST）,，主動(dòng)雙目跟TOP精度差不錯(cuò)。所以,，根據(jù)客戶的實(shí)際應(yīng)用精度需求,，才能合理的選擇使用什么樣的相機(jī)，一般,，精度要求在0.1mm一下的的,，比如3C行也檢測(cè)、機(jī)加工檢測(cè),、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(wú)序上料等等,，可以在治具端做適當(dāng)?shù)南尬唬ㄎ痪纫蟛桓?，一?.1-10mm的,，都可以用DLP相機(jī)，通過(guò)控制視場(chǎng)大小來(lái)滿足不同的精度需求,。而大件識(shí)別定位,，一般用DST（DST130，DST110,，TOF）等,，精度要求不高，一般厘米級(jí)別的精度就夠用了,。更低精度的,，有激光雷達(dá)。

3,、3d工業(yè)相機(jī)視野

視野也是視場(chǎng)大小,，就是需要檢測(cè)的物體和場(chǎng)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(jī),，視野越小,；視野越大的相機(jī),，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(shí)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(jià)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(jī)工作距離

目前所有的3D相機(jī),，都是采用的主動(dòng)光源，光源的反射強(qiáng)度決定了圖像采集的信號(hào)強(qiáng)度,，信號(hào)越強(qiáng),，則圖像越清晰，噪聲越小,。而距離會(huì)導(dǎo)致光衰,，光的擴(kuò)散傳播，導(dǎo)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(shuō)，越遠(yuǎn)距離的成像,，效果越差,。因此，工作距離也是影響相機(jī)選擇的一大因素,。點(diǎn)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(jī),，能設(shè)計(jì)的工作距離不同。激光雷達(dá),，采用點(diǎn)光源,，工作距離最長(zhǎng)，車載激光雷達(dá)工作距離可達(dá)100米,；面陣激光相機(jī),，比如DLP，在超過(guò)2米的時(shí)候,，其光衰帶來(lái)的影響就很嚴(yán)重,，所以，相機(jī)工作距離被大大限制,。主動(dòng)雙目采用的是點(diǎn)陣激光,，工作距離比DLP要大。

5,、智能視覺相機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景

應(yīng)用場(chǎng)景也是選擇相機(jī)一個(gè)必要考慮的點(diǎn),。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(gè)視覺難點(diǎn)：黑色,、透明,、反光！涉及這3樣的,，都難做,，甚至做不了。一個(gè)個(gè)來(lái)說(shuō),，所有3D相機(jī)都是主動(dòng)光源的,，因此，容易受強(qiáng)環(huán)境光影響,，室外通常有陽(yáng)光直射,，是個(gè)極強(qiáng)的干擾源，因此對(duì)所有室外方案,，3D視覺都受限,；而2D是被動(dòng)光源的，所以,，受弱光影響（光照不足）,，所以2D項(xiàng)目一般需要增加補(bǔ)光燈，人工補(bǔ)光,。高溫低溫,、液體粉塵等等影響相機(jī)使用壽命，尤其是光學(xué)器件的使用壽命,。需要考慮防護(hù)問(wèn)題,。

6、成本問(wèn)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(jī)工作范圍的,，有時(shí)候兩張相機(jī)都能選。比如,，一個(gè)項(xiàng)目核心需求是精度0.4mm,，工作距離和視場(chǎng)等都合適，那么有DLP和線激光兩款可以選擇,。這個(gè)時(shí)候,，就需要考慮成本因素了，像激光相機(jī)普遍比 DLP相機(jī)要貴（還有我們自己不生產(chǎn)）,，而且線激光相機(jī)需要運(yùn)動(dòng)機(jī)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(yù)算,，以及我們的綜合開發(fā)成本來(lái)考慮選什么相機(jī)。同樣,，對(duì)于大件拆碼垛,，可以選DLP以及 TOF或者ast110,；中小件物體的識(shí)別與抓起等,，可以選DLP和AST110,；高精度尺寸檢測(cè)，可以選2D（固定位置檢測(cè)）或者線激光,；在同一個(gè)需求,，有2款或者多款相機(jī)可以選擇的時(shí)候，就需要考慮成本,。