Quattro Tipi Comuni Di Visione 3D

Man mano che la tecnologia di visione 3D continua a evolversi, sono emerse varie soluzioni per soddisfare esigenze industriali e commerciali diverse. In questo articolo HIFLY esplora quattro tecnologie di imaging 3D prevalenti, analizzandone i principi di funzionamento, i vantaggi, i limiti e le tipiche scene applicative.

1. Camera a visione binoculare

Funzionando in modo simile alla visione binoculare umana, i sistemi di visione stereo utilizzano due telecamere inclinate per catturare immagini da prospettive leggermente diverse. Calcolando lo spostamento dei pixel (disparità) tra le due immagini, il sistema può stimare l'informazione di profondità e ricostruire modelli 3D.

Vantaggi:

Configurazione hardware a basso costo

Architettura di sistema semplice

Implementazione e operazione semplici
Limitazioni:

Precisione limitata (tipicamente a livello di millimetri)

Insufficiente per applicazioni industriali ad alta precisione
Applicazioni: Riconoscimento basilare degli oggetti, navigazione dei veicoli autonomi e rilevamento della profondità di consumo.

2. Laser Line Profiler

Questo sistema combina un proiettore di linea laser con una telecamera posizionata ad un angolo fisso. Mentre la striscia laser scandisce su un oggetto in movimento, la telecamera cattura le deformazioni nella linea proiettata per generare nubi di punti 3D.

Vantaggi:

Precisione eccezionale sull'asse Z (livello sub-micronico)

Precisione sugli assi XY entro decine di micron

Ideale per il misurazione della pianeggiatura/altezza ad alta precisione
Limitazioni:

Richiede un movimento meccanico coordinato

Le prestazioni diminuiscono con le superfici riflettenti
Dominio Industriale: Attualmente la soluzione di visione 3D più ampiamente adottata nella produzione per l'ispezione della qualità e la verifica dimensionale.

3. Camera 3D a Luce Strutturata

Questa tecnologia proietta schemi di luce codificati (griglie o macchie) sui bersagli. Una o più telecamere analizzano poi gli schemi distorti causati dalle superfici degli oggetti per calcolare le coordinate 3D.

Vantaggi:

Misura Non-Contattante

Capacità di scansione ferma

Precisione a livello microscopico in campi visivi piccoli

Efficace in applicazioni su larga scala
Limitazioni:

Costi più alti dell'attrezzatura

Sensibile alle interferenze della luce ambiente
Prima Applicazione: prendere a caso in 3D

4. Scanner Laser Time-of-Flight (ToF)

I sistemi ToF misurano il tempo di andata e ritorno dei raggi laser infrarossi per calcolare le distanze. Questa misurazione diretta del time-of-flight consente la mappatura 3D in tempo reale.

Vantaggi:

Eccellenti prestazioni in tempo reale

Acquisizione di profondità a campo completo

Dimensioni del sistema compatte
Limitazioni:

Precisione di misura limitata

Suscettibile a interferenze multi-paths
Diffusione commerciale: Ampiamente utilizzato nell'elettronica di consumo (VR/AR), sistemi di sicurezza e imaging medico. Le applicazioni industriali sono principalmente limitate all'evitamento degli ostacoli nei veicoli guidati automaticamente (AGV) e alla navigazione di base.

Guida per il confronto e la selezione della tecnologia
Ogni tecnologia eccelle in scenari specifici:

Applicazioni sensibili ai costi: VISIONE STEREO

Requisiti di precisione ultr alta: Profilatura a linea laser

Scansione di superfici complesse: LUCE STRUTTURATA

Rilevamento dinamico in tempo reale: Sistemi ToF