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3D工業(yè)相機選擇標準「6個機器視覺相機考量標準」

3d工業(yè)視覺相機的選擇標準可從相機的類型、精度、 視野、距離、場景、成本等6個方面綜合考量。

1、工業(yè)相機類型

這個是第一要素。3D視覺和2D視覺一般分兩類，一類是檢測一類是定位（還有一類是監(jiān)控，比如安防就屬于這塊）。缺陷檢測也包括外觀、顏色、形狀、缺損、多余、傷痕（劃痕、凹凸）、污漬，尺寸公差等等。3D和2D都有可能涉及到檢測類的應(yīng)用，在不涉及尺寸的情況向，大多檢測類應(yīng)用可采用2D平面視覺，少數(shù)涉及空間位置關(guān)系的檢測會用到3D檢測。而正對尺寸公差檢測，同樣分2D和3D。原則上，2D視覺沒有Z方向的信息，不知道物體的z方向位置關(guān)系，但是根據(jù)透視原理，可以知道相對位置關(guān)系。因此，在具有明確Z方向參考的情況下，2D視覺也可以實現(xiàn)高精度尺寸公差測量。而設(shè)計Z方向或者，z方向信息不夠明確的情況下，3D視覺能很好的替代2D檢測， 應(yīng)用更加廣泛。

2、機器視覺相機精度

精度是一個重要的參考因素。沒每個應(yīng)用都有允許的尺寸公差范圍，比如高精度cnc加工，要求0.001-0.001mm的尺寸精度；東潤項目要求的，平面度檢測0.08mm精度；熙銳圓心定位0.5mm精度，體積測量5mm精度等等。根據(jù)不同的精度需求，選擇不同的相機，一般來說，在精度方面線激光精度優(yōu)于結(jié)構(gòu)光相機（DLP），結(jié)構(gòu)光相機優(yōu)與主動雙目（DST），主動雙目跟TOP精度差不錯。所以，根據(jù)客戶的實際應(yīng)用精度需求，才能合理的選擇使用什么樣的相機，一般，精度要求在0.1mm一下的的，比如3C行也檢測、機加工檢測、裝配定位等等采用線激光比較合適，精度要求較高。小尺寸到重大尺寸的物體定位、抓取、無序上料等等，可以在治具端做適當?shù)南尬唬ㄎ痪纫蟛桓?，一?.1-10mm的，都可以用DLP相機，通過控制視場大小來滿足不同的精度需求。而大件識別定位，一般用DST（DST130，DST110，TOF）等，精度要求不高，一般厘米級別的精度就夠用了。更低精度的，有激光雷達。

3、3d工業(yè)相機視野

視野也是視場大小，就是需要檢測的物體和場景尺寸。視野限定了視覺系統(tǒng)的極限精度，一般精度越高的相機，視野越??；視野越大的相機，精度則做不高。精度跟視野大小是成反比關(guān)系。大視野同時要極高的精度，這是偽需求，要么做不到，要么做到了成本極高，代價極大。一般0.01mm一下的精度，視野范圍在1-50mm；0.01-0.1mm的精度要求，視野在10-300mm，而剛大的視野，則意味著精度同步下降。

4、3D視覺相機工作距離

目前所有的3D相機，都是采用的主動光源，光源的反射強度決定了圖像采集的信號強度，信號越強，則圖像越清晰，噪聲越小。而距離會導(dǎo)致光衰，光的擴散傳播，導(dǎo)致光功率密度下降，下降速率跟距離的立方成反比。也就是說，越遠距離的成像，效果越差。因此，工作距離也是影響相機選擇的一大因素。點光源比線光源能量集中度好，線光源比面光源能量集中度高，因此，不同的原理的相機，能設(shè)計的工作距離不同。激光雷達，采用點光源，工作距離最長，車載激光雷達工作距離可達100米；面陣激光相機，比如DLP，在超過2米的時候，其光衰帶來的影響就很嚴重，所以，相機工作距離被大大限制。主動雙目采用的是點陣激光，工作距離比DLP要大。

5、智能視覺相機應(yīng)用場景

應(yīng)用場景也是選擇相機一個必要考慮的點。是用于室內(nèi)還是室外、高溫低溫、液體粉塵等等環(huán)境因素。另外，物體的材質(zhì)也是影響因素，三個視覺難點：黑色、透明、反光！涉及這3樣的，都難做，甚至做不了。一個個來說，所有3D相機都是主動光源的，因此，容易受強環(huán)境光影響，室外通常有陽光直射，是個極強的干擾源，因此對所有室外方案，3D視覺都受限；而2D是被動光源的，所以，受弱光影響（光照不足），所以2D項目一般需要增加補光燈，人工補光。高溫低溫、液體粉塵等等影響相機使用壽命，尤其是光學器件的使用壽命。需要考慮防護問題。

6、成本問題

在一些交叉領(lǐng)域，比如精度、視野、距離等等。滿足兩款相機工作范圍的，有時候兩張相機都能選。比如，一個項目核心需求是精度0.4mm，工作距離和視場等都合適，那么有DLP和線激光兩款可以選擇。這個時候，就需要考慮成本因素了，像激光相機普遍比 DLP相機要貴（還有我們自己不生產(chǎn)），而且線激光相機需要運動機構(gòu)配合，金錢成本比DLP要高；而線激光精度優(yōu)于DLP，成像效果更好，因此算法成本稍低。所以，要根據(jù)客戶預(yù)算，以及我們的綜合開發(fā)成本來考慮選什么相機。同樣，對于大件拆碼垛，可以選DLP以及 TOF或者ast110,；中小件物體的識別與抓起等，可以選DLP和AST110；高精度尺寸檢測，可以選2D（固定位置檢測）或者線激光；在同一個需求，有2款或者多款相機可以選擇的時候，就需要考慮成本。