Quatro Tipos Comuns de Visão 3D

À medida que a tecnologia de visão 3D continua a evoluir, várias soluções surgiram para atender a diferentes necessidades industriais e comerciais. Este artigo da HIFLY explora quatro tecnologias de imagem 3D prevalentes, analisando seus princípios de funcionamento, vantagens, limitações e cenários de aplicação típicos.

1. Câmera de visão binocular

Funcionando de forma semelhante à visão binocular humana, os sistemas de visão estéreo utilizam duas câmeras anguladas para capturar imagens de perspectivas ligeiramente diferentes. Ao calcular o deslocamento de pixels (disparidade) entre as duas imagens, o sistema pode estimar informações de profundidade e reconstruir modelos 3D.

Vantagens:

Configuração de hardware de baixo custo

Arquitetura de sistema simples

Implementação e operação fáceis
Limitações:

Precisão limitada (normalmente no nível de milímetros)

Insuficiente para aplicações industriais de alta precisão
Aplicações: Reconhecimento básico de objetos, navegação de veículos autônomos e sensação de profundidade de nível consumidor.

2. Perfilador de Linha a Laser

Este sistema combina um projetor de linha a laser com uma câmera posicionada em um ângulo fixo. À medida que a faixa laser varre um objeto em movimento, a câmera captura deformações na linha projetada para gerar nuvens de pontos 3D.

Vantagens:

Precisão excepcional no eixo Z (nível sub-micrométrico)

Acurácia nos eixos XY dentro de dezenas de micrômetros

Ideal para medição de planicidade/altura de alta precisão
Limitações:

Requer movimento mecânico coordenado

O desempenho diminui com superfícies reflexivas
Domínio Industrial: Atualmente, a solução de visão 3D mais amplamente adotada na manufatura para inspeção de qualidade e verificação dimensional.

3. Câmera 3D de Luz Estruturada

Essa tecnologia projeta padrões de luz codificados (grade ou pontos) sobre os alvos. Uma ou mais câmeras analisam então os padrões distorcidos causados pelas superfícies dos objetos para calcular coordenadas 3D.

Vantagens:

Medição sem Contato

Capacidade de digitalização estática

Precisão em nível microscópico em pequenos campos de visão

Eficaz em aplicações de grande escala
Limitações:

Custos mais altos de equipamento

Sensível a interferências de luz ambiente
Primeira Aplicação: captura aleatória 3D

4. Scanner Laser de Tempo-de-Voo (ToF)

Sistemas ToF medem o tempo de ida e volta de pulsos de laser infravermelho para calcular distâncias. Essa medição direta de tempo-de-voo permite mapeamento 3D em tempo real.

Vantagens:

Excelente desempenho em tempo real

Aquisição de profundidade em campo completo

Tamanho do sistema compacto
Limitações:

Precisão de medição limitada

Susceptível a interferência multi-caminho
Prevalência Comercial: Amplamente utilizado em eletrônicos de consumo (VR/AR), sistemas de segurança e imagens médicas. Aplicações industriais são principalmente limitadas à evitar obstáculos em AGVs e navegação básica.

Guia de Comparação e Seleção de Tecnologia
Cada tecnologia se destaca em cenários específicos:

Aplicações sensíveis a custos: VISÃO STERÉICO

Requisitos de ultra-alta precisão: Perfis de linha a laser

Digitalização de superfícies complexas: LIGUE STRUTURADA

Sensores dinâmicos em tempo real: Sistemas ToF