Τέσσερις Κοινές Τύποι 3D Οπτικής

Καθώς η τεχνολογία 3D όρασης συνεχίζει να εξελίσσεται, έχουν εμφανιστεί διάφορες λύσεις για να καλύψουν διαφορετικές βιομηχανικές και εμπορικές ανάγκες. Αυτό το άρθρο του HIFLY εξετάζει τέσσερις δημοφιλείς τεχνολογίες 3D εικόνας, αναλύοντας τα αρχήδικα τους προσανατολισμούς, τις πλεονεκτίες, τις περιορισμούς και τις τυπικές εφαρμογές.

1. Διωτική κάμερα

Λειτουργώντας παρόμοια με την ανθρώπινη διωτική όραση, τα συστήματα στερεοϊκής όρασης χρησιμοποιούν δύο κάμερες με διαφορετική γωνία για να αποκτούν εικόνες από ελαφρώς διαφορετικές προοπτικές. Με τον υπολογισμό της μετατόπισης των πιクσελ (disparity) μεταξύ των δύο εικόνων, το σύστημα μπορεί να εκτιμήσει πληροφορίες βάθους και να ανακατασκευάσει 3D μοντέλα.

Πλεονεκτήματα:

Χαμηλό κόστος συσκευασίας

Απλή αρχιτεκτονική συστήματος

Εύκολη υλοποίηση και λειτουργία
Περιορισμοί:

Περιορισμένη ακρίβεια (συνήθως επίπεδο μιλλιμέτρων)

Ανεπαρκής για εφαρμογές βαθιάς ακρίβειας στη βιομηχανία
Εφαρμογές: Βασική αναγνώριση αντικειμένων, πλοήγηση αυτόνομων οχημάτων και αισθητική βάθειας για καταναλωτικά προϊόντα.

2. Προφίλες Λέιζερ

Αυτό το σύστημα συνδυάζει έναν προβλήτη λειαντικής γραμμής με μια κάμερα που βρίσκεται σε σταθερή γωνία. Καθώς η λειαντική γραμμή εξετάζει ένα κινούμενο αντικείμενο, η κάμερα καταγράφει τις διαφορμούσες στην προβληθείσα γραμμή για να δημιουργήσει 3D σημειακά νεφέλια.

Πλεονεκτήματα:

Εξαιρετική ακρίβεια άξονα Z (επίπεδο υπο-μικρομετρικού)

Ακρίβεια άξονα XY μέσα σε δεκάδες μικρομέτρων

Ιδανικό για μέτρηση επιπέδωσης/ψηλού βαθμού ακρίβειας ύψους
Περιορισμοί:

Απαιτεί συντονισμένη μηχανική κίνηση

Η απόδοση υποβαθμίζεται με ανακλαστικές επιφάνειες
Βιομηχανική Κυριαρχία: Είναι προς το παρόν η πιο ευρέως αποδεκτή λύση 3D όρασης στη βιομηχανία για ελεγχών ποιότητας και διαστατική επαλήθευση.

3. Κάμερα Δομημένου Φωτισμού 3D

Αυτή η τεχνολογία εκβάλλει κωδικοποιημένα φωτιστικά μοτίβα (πλέγματα ή στιγμιογραφίες) σε στόχους. Μια ή περισσότερες κάμερες αναλύουν στη συνέχεια τα ντιστορτημένα μοτίβα που προκαλούνται από τις επιφάνειες των αντικειμένων για να υπολογίσουν 3D συντεταγμένες.

Πλεονεκτήματα:

Μέτρηση χωρίς επαφή

Δυνατότητα σάρωσης χωρίς κίνηση

Ακρίβεια με μικρό επίπεδο σε μικρά πεδία ορατότητας

Αποτελεσματικό σε εφαρμογές μεγάλης κλίμακας
Περιορισμοί:

Υψηλότερα κόστη εξοπλισμού

Ευαίσθητο στην δια拢ολή φωτιάς του περιβάλλοντος
Κύρια Εφαρμογή: 3D τυχαία συλλαβή

4. Μετρητής Λέιζερ με χρόνο πτήσης (ToF)

Τα συστήματα ToF μετρούν τον χρόνο πήγμας των αδρανών λάσερ φωτισμού για να υπολογίσουν αποστάσεις. Αυτή η άμεση μέτρηση χρόνου πτήσης επιτρέπει 3D απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο.

Πλεονεκτήματα:

Εξαιρετική απόδοση σε πραγματικό χρόνο

Απόκτηση βάθους σε ολόκληρο το πεδίο

Συστήματος μικρών διαστάσεων
Περιορισμοί:

Περιορισμένη ακρίβεια μέτρησης

Ευάλωτο σε πολλαπλά διαστηματικά εγχύρισμα
Εμπορική Προνομιακότητα: Ευρέως χρησιμοποιείται στα καταναλωτικά ηλεκτρονικά (VR/AR), τα συστήματα ασφάλειας και την ιατρική εικόνα. Βιομηχανικές εφαρμογές περιορίζονται κυρίως στην αποφυγή εμπόδιων AGV και την βασική πλοήγηση.

Οδηγός Σύγκρισης και Επιλογής Τεχνολογίας
Κάθε τεχνολογία εξέχει σε συγκεκριμένες σενάριες:

Εφαρμογές ευαίσθητες στο κόστος: ΣΤΕΡΕΟΒΙΣΙΟ

Απαιτήσεις υπερδιατεταγμένης ακρίβειας: Προφίλ λειζερ γραμμής

Σάρωση πολυπλοκών επιφανειών: ΔΙΚΟΤΟΦΟΡΙΚΟ ΦΩΤΟ

Αίσθηση σε πραγματικό χρόνο: Συστήματα ToF