當(dāng)前機(jī)器工業(yè)視覺(jué)主流的檢測(cè)手段還是依賴2D工業(yè)相機(jī)，即從灰度圖中提取被測(cè)物特征，在X-Y平面內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)遇到需要高度測(cè)量或需要Z方向信息，如需要測(cè)高度、測(cè)深度、測(cè)厚度、測(cè)平面度、測(cè)體積、測(cè)磨損等情況時(shí)，2D工業(yè)視覺(jué)往往無(wú)能為力。甚者在被測(cè)物灰度圖像對(duì)比度較差，無(wú)法準(zhǔn)確提取被測(cè)物特征值時(shí)，往往可以考慮通過(guò)高度分割進(jìn)行特征提取并測(cè)量，這時(shí)，3D
工業(yè)視覺(jué)技術(shù)就成為解決機(jī)器工業(yè)視覺(jué)問(wèn)題的重要檢測(cè)手段。
這個(gè)模型中主要包括2D工業(yè)相機(jī)、鏡頭、激光器、標(biāo)定算法等內(nèi)容。主要利用2D工業(yè)相機(jī)中拍攝到的激光線形變，通過(guò)三角公式即可獲取被測(cè)物的高度信息。原理圖如圖1所示： 結(jié)構(gòu)光三角測(cè)量法安裝方式 結(jié)構(gòu)光三角測(cè)量法的安裝方法是一個(gè)重要影響因素，目前市場(chǎng)上流行的方法是激光線直射被測(cè)物，2D工業(yè)相機(jī)與激光器成一定角度（即測(cè)量角）拍攝，如圖2所示。 2D工業(yè)相機(jī)的分辨率、安裝的測(cè)量角都會(huì)影響到Z向分辨率。2D工業(yè)相機(jī)分辨率越大，Z向分辨率就越大，但由于輸出了過(guò)多的無(wú)用數(shù)據(jù)，會(huì)影響到掃描速度的提高；測(cè)量角越大，Z向分辨率也越大，但盲區(qū)也會(huì)越大。
因此，搭建3D工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)時(shí)，需要綜合考慮被測(cè)物實(shí)際情況，選擇合適的工業(yè)相機(jī)和安裝方法。 除2D工業(yè)相機(jī)和測(cè)量角外，激光器的光束質(zhì)量也是影響測(cè)量精度的主要因素。選擇一個(gè)非高斯光束和均勻度好的激光器，對(duì)于提高測(cè)量精度非常重要，如圖3所示。 3D工業(yè)視覺(jué)技術(shù)方案 目前市場(chǎng)上流行有三種3D工業(yè)視覺(jué)技術(shù)方案：
第一種方案是使用2D工業(yè)相機(jī)、鏡頭、激光器等工業(yè)視覺(jué)組件，及標(biāo)定算法搭建3D工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)，如圖4，圖5所示。 標(biāo)定算法可以使用Halcon在PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)，也可以使用SiliconSoftware的VD4卡在板卡上實(shí)現(xiàn)，降低PC機(jī)CPU負(fù)載。此種方案安裝靈活，成本較低，但對(duì)技術(shù)人員水平要求較高，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。
第二種方案是使用分體式3D工業(yè)相機(jī)、鏡頭、激光器等工業(yè)視覺(jué)組件搭建，如圖6所示。 標(biāo)定算法在3D工業(yè)相機(jī)上實(shí)現(xiàn)，工業(yè)相機(jī)直接輸出被測(cè)物高度數(shù)據(jù)和灰度數(shù)據(jù)，減小無(wú)用數(shù)據(jù)輸出，從而可以得到2D工業(yè)相機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高幀率。此種方案安裝靈活，掃描速度較高，成本適中，開(kāi)發(fā)周期相對(duì)第一種方案較短，適合于高精度和高速3D測(cè)量領(lǐng)域。
