Quatre types courants de vision 3D

Alors que la technologie de vision 3D continue d'évoluer, diverses solutions sont apparues pour répondre à différents besoins industriels et commerciaux. Cet article HIFLY explore quatre technologies d'imagerie 3D prévalentes, en analysant leurs principes de fonctionnement, leurs avantages, leurs limites et leurs scénarios d'application typiques.

1. Caméra à vision binoculaire

Fonctionnant de manière similaire à la vision binoculaire humaine, les systèmes de vision stéréoscopique utilisent deux caméras angulaires pour capturer des images depuis des perspectives légèrement différentes. En calculant le déplacement de pixels (disparité) entre les deux images, le système peut estimer les informations de profondeur et reconstruire des modèles 3D.

Avantages :

Configuration matérielle à faible coût

Architecture système simple

Mise en œuvre et exploitation faciles
Limitations :

Précision limitée (généralement au niveau du millimètre)

Insuffisant pour les applications industrielles à haute précision
Applications : Reconnaissance d'objets de base, navigation des véhicules autonomes et détection de profondeur grand public.

2. Profiléur de ligne laser

Ce système combine un projecteur de ligne laser avec une caméra positionnée à un angle fixe. Lorsque la bande laser balaye un objet en mouvement, la caméra capture les déformations de la ligne projetée pour générer des nuages de points 3D.

Avantages :

Précision exceptionnelle sur l'axe Z (niveau sous-micron)

Précision sur les axes XY dans l'ordre de dizaines de microns

Idéal pour le mesurage de planéité/précision élevée en hauteur
Limitations :

Nécessite un mouvement mécanique coordonné

Les performances se dégradent avec des surfaces réfléchissantes
Hégémonie industrielle : Actuellement, la solution de vision 3D la plus largement adoptée dans la fabrication pour le contrôle qualité et la vérification dimensionnelle.

3. Caméra 3D à lumière structurée

Cette technologie projette des modèles de lumière codée (grilles ou taches) sur les cibles. Une caméra ou plusieurs analysent ensuite les motifs déformés causés par les surfaces des objets pour calculer les coordonnées 3D.

Avantages :

Mesure Sans Contact

Capacité de numérisation immobile

Précision au niveau microscopique dans de petits champs de vision

Efficace dans les applications à grande échelle
Limitations :

Coûts d'équipement plus élevés

Sensible aux interférences lumineuses ambiennes
Application principale : prise aléatoire en 3D

4. Scanner laser à Temps de Vol (ToF)

Les systèmes ToF mesurent le temps de trajet aller-retour des impulsions laser infrarouge pour calculer les distances. Cette mesure directe du temps de vol permet une cartographie 3D en temps réel.

Avantages :

Excellentes performances en temps réel

Acquisition de profondeur sur toute l'étendue

Petite taille du système
Limitations :

Précision de mesure limitée

Sensible aux interférences multipath
Prévalence commerciale : Amplement utilisé dans l'électronique grand public (RV/RA), les systèmes de sécurité et l'imagerie médicale. Les applications industrielles sont principalement limitées à l'évitement d'obstacles pour les AGV et à la navigation de base.

Guide de comparaison et de sélection des technologies
Chaque technologie excelle dans des scénarios spécifiques :

Applications sensibles au coût : VISION stéréo

Exigences de précision ultra-haute : Profilage de ligne laser

Balayage de surfaces complexes : LUMIÈRE structurée

Sensation dynamique en temps réel : Systèmes ToF