一文看懂不同原理3D检测设备的差异

浏览: 时间:2022-08-30

根据3D视觉检测原理不同,主流的3D检测设备可分为激光轮廓测量仪、结构光相机、TOF相机和光谱共焦传感器。这些设备有什么区别?如何选择适合自己需要的设备呢?

激光轮廓测量仪

优点:最大特点是兼顾精度与速度。激光轮廓测量仪测量分辨率最高为微米级,速度高达10KHz,在高速扫描的情况下也能保持较高的测量精度,非常适合执行高速生产线上的测量任务。其次,性价比高。产品本身价格较低,维护费用较少,只需购买硬件和配套软件,即可满足后续的测量需求。

缺点:单次扫描只能得到一条轮廓线数据,需要拼接得到表面三维数据。

适用场景:高精度高速度测量和检测,尤其适用于连续扫描场合,如传送带。

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结构光相机

优点:首先,结构光相机成像技术资源消耗较低,单帧图就可计算出深度图,被测物和相机不需要有相对移动。其次,结构光相机非常适合弱光照使用。由于结构光主动投射编码光,因而非常适合在光照不足(甚至无光)、缺乏纹理的场景使用。

缺点:1.远距离精度差。在一定范围(1m)内精度高,分辨率可达毫米级。随着检测距离的增加,投影图案变大,精度会随之变差。2.容易受强光干扰,投射的编码光被强光淹没,因此在室外强光照条件下不宜使用。

适用场景:1、精度几十微米以上级别的测量;2、引导机器人抓取。

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TOF相机

优点:最大特点为测量距离较远,高达100米左右。TOF相机基于光的飞行时间进行测量, 经过高频调制的脉冲光可以到达很远的距离,实现远距离测量。其次,价格低。核心部件为发射器和检测器,材料成本低廉,结构简单,没有机械运动部件,因而更具有成本优势。最后,对算法要求低、响应快。TOF相机没有经过复杂的算法处理,不受物体表面灰度和特征的干扰,可直接输出物体的三维数据。

缺点:精度较差,一般为厘米级,很难达到微米级。

适用场景:1、粗略测量体积等;2、人脸识别、自动驾驶等。

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光谱共焦传感器

优点:最大特点为精度特别高,最高可达纳米级。光谱共焦传感器利用光学色散原理,光线波长被划分得越细,分辨率越高。其次,光谱共焦传感器适用于任何材质表面,尤其对透明、高反光材料能够执行高精度检测,如镜面、陶瓷、玻璃、液滴表面等。

缺点:测量深度很小,一般只有几毫米。

适用场景:深度方向小,但是需要极高测量精度的场合,如玻璃表面检测。

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对于以上4种不同原理的3D视觉检测设备的优缺点,我们用下表作了简单总结,您可以根据自己的项目需求选择合适的产品。

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