أربعة أنواع شائعة من الرؤية ثلاثية الأبعاد

مع استمرار تطور تقنية الرؤية ثلاثية الأبعاد، ظهرت حلول مختلفة لتلبية الاحتياجات الصناعية والتجارية المتنوعة. في هذا المقال، تستكشف HIFLY أربع تقنيات تصوير ثلاثي الأبعاد شائعة، وتحلل مبادئ عملها، والمزايا، والقيود، وسيناريوهات التطبيق الشائعة.

1. كاميرا الرؤية الثنائية

تعمل بطريقة مشابهة لرؤية الإنسان الثنائية، حيث تستخدم أنظمة الرؤية الاستريو كاميرتين بزوايا مختلفة لالتقاط الصور من وجهات نظر متباينة قليلاً. من خلال حساب انزلاق البكسل (الاختلاف) بين الصورتين، يمكن للنظام تقدير معلومات العمق وإعادة بناء النماذج ثلاثية الأبعاد.

المزايا:

تكوين أجهزة منخفض التكلفة

هيكل نظام بسيط

تنفيذ وتشغيل سهل
قيود:

دقة محدودة (عادة على مستوى المليمتر)

غير كافٍ لتطبيقات الصناعة ذات الدقة العالية
التطبيقات: التعرف الأساسي على الأشياء، وتنقل المركبات autonome، والكشف عن العمق للمستوى الاستهلاكي.

2. مستشعر خط الليزر

يجمع هذا النظام بين مُسَاطِر ليزر مع كاميرا مثبتة بزاوية ثابتة. أثناء قيام شريط الليزر بالمسح عبر جسم متحرك، تلتقط الكاميرا التشوهات في الخط المُسَاطَر لتوليد سحاب ثلاثي الأبعاد.

المزايا:

دقة استثنائية على محور Z (مستوى دون الميكرون)

دقة محوري X وY ضمن عشرات الميكرونيات

مثالي لقياس السطحية/الارتفاع بدقة عالية
قيود:

يتطلب حركة ميكانيكية منسقة

تدهور الأداء مع الأسطح العاكسة
الهيمنة الصناعية: حاليًا، هو الحل الأكثر انتشارًا لرؤية ثلاثية الأبعاد في التصنيع لمراقبة الجودة والتحقق البعدى.

3. كاميرا ثلاثية الأبعاد بنظام الإضاءة الهيكلية

يعمل هذا التقنية على إسقاط أنماط ضوئية مشفرة (شبكات أو بقع) على الأهداف. ثم تقوم كاميرا واحدة أو أكثر بتحليل الأنماط المشوهة الناتجة عن أسطح الأجسام لحساب إحداثيات ثلاثية الأبعاد.

المزايا:

قياس بدون تماس

قدرة المسح الثابتة

دقة على مستوى الميكرو في حقول رؤية صغيرة

فعال في التطبيقات الكبيرة الحجم
قيود:

تكاليف معدات أعلى

حساس تجاه التداخل الضوئي المحيطي
التطبيق الأساسي: إمساك عشوائي ثلاثي الأبعاد

4. نظام ماسح ليزر Time-of-Flight (ToF)

تقيس أنظمة ToF الزمن اللازم لعودة نبضات الليزر تحت الحمراء ذهابًا وإيابًا لحساب المسافات. يمكّن هذا القياس المباشر للزمن من رسم خرائط ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي.

المزايا:

أداء فوري ممتاز

الحصول على عمق الحقل بالكامل

حجم النظام المدمج
قيود:

دقة قياس محدودة

عرضة للتشويش متعدد المسارات
الانتشار التجاري: تُستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات المستهلكة (VR/AR)، أنظمة الأمان، والتصوير الطبي. تقتصر التطبيقات الصناعية بشكل أساسي على تجنب العوائق للمركبات ذاتية القيادة (AGV) والتنقل الأساسي.

دليل مقارنة واختيار التكنولوجيا
تفوق كل تقنية في سيناريوهات معينة:

التطبيقات الحساسة تكلفة: الرؤية الاستيريو

متطلبات الدقة الفائقة: تصويب خط الليزر

مسح الأسطح المعقدة: الضوء المنظم

الاستشعار الديناميكي في الوقت الفعلي: أنظمة ToF