สี่ประเภททั่วไปของวิสัยทัศน์ 3D

เมื่อเทคโนโลยีวิชั่น 3D พัฒนาต่อเนื่อง มีการนำเสนอวิธีการหลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการในภาคอุตสาหกรรมและการพาณิชย์ บทความนี้จาก HIFLY จะสำรวจ 4 เทคโนโลยีการถ่ายภาพ 3D ที่แพร่หลาย โดยวิเคราะห์หลักการทำงาน ข้อดี ข้อจำกัด และสถานการณ์การใช้งานทั่วไป

1. กล้องวิชั่นสองเลนส์

ทำงานคล้ายกับการมองเห็นของมนุษย์ด้วยสองตา ระบบวิชั่นสเตอริโอใช้กล้องสองตัวที่วางมุมเพื่อจับภาพจากมุมมองที่แตกต่างกันเล็กน้อย โดยการคำนวณการเคลื่อนที่ของพิกเซล (disparity) ระหว่างสองภาพ ระบบสามารถประมาณค่าข้อมูลความลึกและสร้างแบบจำลอง 3D ได้

ข้อดี:

การกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ที่มีต้นทุนต่ำ

สถาปัตยกรรมของระบบเรียบง่าย

การติดตั้งและการใช้งานที่ง่าย
ข้อจำกัด:

ความแม่นยำจำกัด (โดยทั่วไปอยู่ในระดับมิลลิเมตร)

ไม่เพียงพอสำหรับแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมที่ต้องการความแม่นยำสูง
การใช้งาน: การรู้จำวัตถุพื้นฐาน การนำทางรถยนต์อัตโนมัติ และการตรวจจับความลึกสำหรับผู้ใช้ทั่วไป

2. เลเซอร์ไลน์โปรไฟล์

ระบบดังกล่าวรวมเอาโปรเจกเตอร์เส้นเลเซอร์เข้ากับกล้องที่ติดตั้งไว้ในมุมที่กำหนด เมื่อเส้นเลเซอร์สแกนผ่านวัตถุที่เคลื่อนที่ กล้องจะบันทึกการเบี่ยงเบนของเส้นที่ฉายออกมาเพื่อสร้างจุดเมฆ 3D

ข้อดี:

ความแม่นยำในแกน Z อย่างยอดเยี่ยม (ระดับซับไมครอน)

ความแม่นยำในแกน XY ภายในไม่กี่สิบไมครอน

เหมาะสำหรับการวัดความแบนเรียบ/ความสูงที่มีความแม่นยำสูง
ข้อจำกัด:

ต้องใช้การเคลื่อนที่เชิงกลที่ประสานงานกัน

ประสิทธิภาพลดลงเมื่อพบกับพื้นผิวที่สะท้อนแสง
การครองตลาดในอุตสาหกรรม: ปัจจุบันเป็นโซลูชันวิสัยทัศน์ 3D ที่ได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายที่สุดในวงการผลิตสำหรับการตรวจสอบคุณภาพและการยืนยันมิติ

3. กล้อง 3D แบบโครงสร้างแสง

เทคโนโลยีนี้ฉายรูปแบบแสงที่เข้ารหัส (ตารางหรือจุดเล็กๆ) ไปบนเป้าหมาย จากนั้นกล้องหนึ่งตัวหรือมากกว่าจะวิเคราะห์รูปแบบที่ถูกเบี่ยงเบนโดยพื้นผิวของวัตถุเพื่อคำนวณพิกัด 3D

ข้อดี:

การวัดแบบไม่สัมผัส

ความสามารถในการสแกนแบบนิ่ง

ความแม่นยำระดับไมโครในพื้นที่การมองเห็นที่เล็ก

มีประสิทธิภาพในแอปพลิเคชันขนาดใหญ่
ข้อจำกัด:

ต้นทุนอุปกรณ์สูงกว่า

ไวต่อการรบกวนจากแสงแวดล้อม
การใช้งานหลัก: การหยิบสิ่งของแบบสุ่ม 3D

4. เซนเซอร์เลเซอร์ Time-of-Flight (ToF)

ระบบ ToF วัดเวลาเดินทางกลับไปกลับมาของชั้นพัลส์เลเซอร์อินฟราเรดเพื่อคำนวณระยะทาง การวัดเวลาเที่ยวบินโดยตรงนี้ช่วยให้สามารถสร้างแผนที่ 3D ในเวลาจริงได้

ข้อดี:

ประสิทธิภาพในเวลาจริงยอดเยี่ยม

การเก็บข้อมูลความลึกแบบเต็มฟิลด์

ขนาดของระบบกะทัดรัด
ข้อจำกัด:

ความแม่นยำในการวัดจำกัด

ไวต่อการ섭กstantsจากหลายเส้นทาง
ความแพร่หลายในเชิงพาณิชย์: ใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค (VR/AR) ระบบความปลอดภัย และการถ่ายภาพทางการแพทย์ การใช้งานในอุตสาหกรรมมักจำกัดอยู่ที่การหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางของ AGV และการนำทางพื้นฐาน

คู่มือการเปรียบเทียบและเลือกใช้เทคโนโลยี
แต่ละเทคโนโลยีมีจุดเด่นในสถานการณ์เฉพาะ:

แอปพลิเคชันที่ไวต่อต้นทุน: การมองแบบสเตอริโอ

ความต้องการความแม่นยำสูงมาก: การโปรไฟล์เส้นเลเซอร์

การสแกนพื้นผิวที่ซับซ้อน: แสงที่มีโครงสร้าง

การตรวจจับแบบไดนามิกแบบเรียลไทม์: ระบบ ToF