sick西克工業(yè)圖像處理技術(shù)：2D 與 3D 機(jī)器視覺對(duì)比

工業(yè)圖像處理解決方案讓機(jī)器“眼觀六路”，從而通過機(jī)器視覺解決方案輔助甚至徹底取代人工檢測(cè)任務(wù)。這項(xiàng)技術(shù)在眾多行業(yè)和應(yīng)用中服務(wù)于生產(chǎn)流程的自動(dòng)化。

人們經(jīng)常會(huì)有這樣的疑問：究竟是需要 2D 機(jī)器視覺解決方案還是 3D 機(jī)器視覺解決方案？按需選擇才是關(guān)鍵——本文將探討這一問題，并提供正確使用該技術(shù)的操作指南。

工業(yè)圖像處理領(lǐng)域近年來已取得顯著的技術(shù)進(jìn)步，相關(guān)解決方案的成本也在不斷降低，因此在經(jīng)濟(jì)上更具可行性。這些解決方案具備顯著提升工業(yè)應(yīng)用效率的潛力。日益激烈的競(jìng)爭壓力、專業(yè)人才的短缺、高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求，以及在更短周期內(nèi)生產(chǎn)定制產(chǎn)品的需求，使得生產(chǎn)自動(dòng)化成為一個(gè)急需實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。相應(yīng)的技術(shù)解決方案是借助光學(xué)傳感器和圖像處理技術(shù)來執(zhí)行質(zhì)量管理等任務(wù)，或?qū)⒆鴺?biāo)和位置數(shù)據(jù)傳輸給機(jī)器人。

強(qiáng)大的圖像處理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物體的實(shí)時(shí)采集與分析，這不僅有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低缺陷率，還能優(yōu)化生產(chǎn)流程。其他優(yōu)勢(shì)還包括提高產(chǎn)量、吞吐量，增強(qiáng)客戶滿意度，以及減少資源消耗。

2D 機(jī)器視覺技術(shù)：什么是 2D 視覺？

2D 機(jī)器視覺解決方案是許多工業(yè)自動(dòng)化流程的基礎(chǔ)。2D 技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)在于能夠可靠識(shí)別不同形狀物體表面的圖案和對(duì)比度，并準(zhǔn)確識(shí)別異常和缺陷。2D 解決方案主要用于需要對(duì)比度差異信息的場(chǎng)景，目前應(yīng)用十分廣泛。2D 機(jī)器視覺具有直觀性和高度靈活性：可使用不同類型的光源來優(yōu)化視覺解決方案的性能，從而使 2D 機(jī)器視覺傳感器能夠準(zhǔn)確捕捉目標(biāo)物體的特定屬性。

工業(yè)領(lǐng)域中的 2D 視覺應(yīng)用

借助簡單易用的軟件，這些解決方案可輕松集成到機(jī)器和設(shè)備中，且操作簡便。其堅(jiān)固耐用且適應(yīng)性強(qiáng)，非常適合要求嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境及以下任務(wù)：

完整性檢查與裝配檢測(cè)
缺陷識(shí)別
異物檢測(cè)
物體檢查與分級(jí)
代碼讀取與標(biāo)簽檢測(cè)

結(jié)論：2D 機(jī)器視覺解決方案的優(yōu)勢(shì)在于使用簡便、成本效益高、功能多以及易于集成到現(xiàn)有流程中。然而，該技術(shù)僅限于不需要深度信息的應(yīng)用場(chǎng)景。

3D 機(jī)器視覺概述

借助深度感知能力，3D 機(jī)器視覺解決方案能夠提供物體幾何形狀的詳細(xì)圖像。物體的形狀或顏色對(duì)應(yīng)用沒有影響。3D 解決方案主要用于需要高度差異信息的場(chǎng)景。與 2D 技術(shù)不同，3D 技術(shù)的目標(biāo)是采集物體的形狀和空間排列。主要可以區(qū)分以下技術(shù)：

掃描技術(shù)：此類技術(shù)通過使物體穿過測(cè)量范圍或移動(dòng)相機(jī)經(jīng)過物體來采集物體的 3D 輪廓圖像。這種方法需要實(shí)現(xiàn)恒定或可控的運(yùn)動(dòng)，例如可通過編碼器實(shí)現(xiàn)。
快照技術(shù)：這類技術(shù)只需一次拍攝即可生成細(xì)節(jié)豐富的 3D 圖像。無需移動(dòng)物體或相機(jī)，但生成的圖像通常不如掃描技術(shù)準(zhǔn)確。

3D 機(jī)器視覺——各類技術(shù)詳情

激光三角測(cè)量法

一束激光被投射到物體上，由相機(jī)記錄反射光。通過測(cè)量反射激光線在相機(jī)傳感器上的位置，可計(jì)算出物體的高度位置。攝像機(jī)按順序記錄反射光，并根據(jù)所采集的輪廓生成物體的三維圖像。

基于時(shí)間飛行原理的技術(shù)

這種快照技術(shù)通過測(cè)量光束到達(dá)目標(biāo)并返回所需的時(shí)間，實(shí)時(shí)生成三維圖像。基于時(shí)間飛行原理的技術(shù)特別適用于大視野和工作距離超過半米的應(yīng)用場(chǎng)景。

立體視覺技術(shù)

這種快照技術(shù)的工作原理類似于人類視覺，通過組合兩個(gè)不同位置的 2D 圖像來實(shí)現(xiàn)。它非常適合大視野應(yīng)用場(chǎng)景及在戶外環(huán)境使用。通過額外的光源將圖案投射到物體上，可進(jìn)一步提升測(cè)量精度。

3D 機(jī)器視覺應(yīng)用領(lǐng)域

3D 圖像處理適用于需要準(zhǔn)確測(cè)量和詳細(xì)分析的質(zhì)量管理及機(jī)器人視覺應(yīng)用場(chǎng)景。具體包括：

完整性與裝配檢測(cè)
缺陷識(shí)別
異物檢測(cè)
測(cè)量
物體分級(jí)與分揀
物體定位
機(jī)器人/抓手控制

結(jié)論：3D 圖像處理的一大優(yōu)勢(shì)在于能夠獲取物體的詳細(xì)三維圖像。這對(duì)于注重深度、體積和準(zhǔn)確測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)景而言具有決定性意義。

SICK 的視覺解決方案組合

SICK 可根據(jù)客戶需求和任務(wù)復(fù)雜程度來提供合適的解決方案。從單個(gè)視覺傳感器到針對(duì)圖像處理傳感器的特定應(yīng)用系統(tǒng)，再到機(jī)器視覺的數(shù)字解決方案和服務(wù)：SICK 的視覺產(chǎn)品組合涵蓋工業(yè)圖像處理的各類相機(jī)和解決方案。無論使用 2D 還是 3D 相機(jī)：SICK Nova 軟件平臺(tái)均支持快速、輕松地配置視覺應(yīng)用。根據(jù)任務(wù)設(shè)置和應(yīng)用領(lǐng)域，SICK 提供一系列前沿的解決方案及完善的咨詢服務(wù)，為您所面臨的特定挑戰(zhàn)找到合適的機(jī)器視覺解決方案。

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