Cuatro Tipos Comunes de Visión 3D

A medida que la tecnología de visión 3D sigue evolucionando, han surgido diversas soluciones para satisfacer necesidades industriales y comerciales diferentes. Este artículo de HIFLY explora cuatro tecnologías de imagen 3D prevalentes, analizando sus principios de funcionamiento, ventajas, limitaciones y escenarios de aplicación típicos.

1. Cámara de visión binocular

Operando de manera similar a la visión binocular humana, los sistemas de visión estereoscópica utilizan dos cámaras anguladas para capturar imágenes desde perspectivas ligeramente diferentes. Al calcular el desplazamiento de píxeles (disparidad) entre las dos imágenes, el sistema puede estimar la información de profundidad y reconstruir modelos 3D.

Ventajas:

Configuración de hardware de bajo costo

Arquitectura de sistema simple

Implementación y operación fáciles
Las limitaciones:

Precisión limitada ( típicamente a nivel de milímetro)

Insuficiente para aplicaciones industriales de alta precisión
Aplicaciones: Reconocimiento básico de objetos, navegación de vehículos autónomos y detección de profundidad de nivel consumidor.

2. Perfilador de Línea Láser

Este sistema combina un proyector de línea láser con una cámara posicionada a un ángulo fijo. Mientras la tira láser escanea a través de un objeto en movimiento, la cámara captura deformaciones en la línea proyectada para generar nubes de puntos 3D.

Ventajas:

Precisión excepcional en el eje Z (nivel sub-micrométrico)

Exactitud en los ejes XY dentro de decenas de micras

Ideal para medición de planitud/presición alta en altura
Las limitaciones:

Requiere movimiento mecánico coordinado

El rendimiento disminuye con superficies reflectantes
Dominio Industrial: Actualmente, la solución de visión 3D más adoptada en la fabricación para la inspección de calidad y la verificación dimensional.

3. Cámara 3D de Luz Estructurada

Esta tecnología proyecta patrones de luz codificados ( rejillas o manchas) sobre los objetivos. Una o más cámaras analizan luego los patrones distorsionados causados por las superficies de los objetos para calcular coordenadas 3D.

Ventajas:

Medición Sin Contacto

Capacidad de escaneo en movimiento

Precisión a nivel microscópico en campos de visión pequeños

Efectivo en aplicaciones a gran escala
Las limitaciones:

Costos más altos de equipo

Sensible a la interferencia de luz ambiente
Aplicación Principal: agarre aleatorio en 3D

4. Escáner láser de Tiempo-de-Vuelo (ToF)

Los sistemas ToF miden el tiempo de ida y vuelta de pulsos láser infrarrojos para calcular distancias. Esta medición directa del tiempo-de-vuelo permite la cartografía 3D en tiempo real.

Ventajas:

Excelente rendimiento en tiempo real

Adquisición de profundidad en todo el campo

Tamaño del sistema compacto
Las limitaciones:

Precisión de medición limitada

Sensible a la interferencia por múltiples rutas
Prevalencia Comercial: Ampliamente utilizado en electrónica de consumo (VR/AR), sistemas de seguridad e imágenes médicas. Las aplicaciones industriales están principalmente limitadas a la evitación de obstáculos en AGV y a la navegación básica.

Guía de Comparación y Selección de Tecnología
Cada tecnología sobresale en escenarios específicos:

Aplicaciones sensibles al costo: Visión estereotécnica

Requisitos de ultra alta precisión: Perfilado de línea láser

Escaneo de superficies complejas: Luz estructurada

Detección dinámica en tiempo real: Sistemas ToF