3D視覺產(chǎn)品提供了2D視覺不能獲取的高度信息，給很多檢測需求帶來了可行性，諸如相對高度，體積計算，物體表面平面度和厚度測量以及機(jī)器人的無序抓取等等，從而開拓了視覺的檢測領(lǐng)域，也大大的刺激了3D技術(shù)的革新。隨著3D視覺越來越成熟，在發(fā)展的過程中，涌現(xiàn)出了很多種原理的新技術(shù)產(chǎn)品，其中主要有：激光三角測量原理、時間飛行原理（TOF）、結(jié)構(gòu)光原理以及雙目視覺原理。

　　SICK作為全球性的為工業(yè)領(lǐng)域提供完整解決方案的專業(yè)傳感器供應(yīng)商，亦深耕3D產(chǎn)品多年，為需求市場也帶來了一系列出色的3D產(chǎn)品和解決方案。

　　（SICK 3D相機(jī)原理示意圖）

　　下面我們來聊一聊SICK 3D機(jī)器視覺原理和其對應(yīng)的產(chǎn)品與應(yīng)用。

　　目錄

　　激光三角測量原理、相關(guān)產(chǎn)品及典型應(yīng)用場景

　　時間飛行原理（TOF）、相關(guān)產(chǎn)品及典型應(yīng)用場景

　　結(jié)構(gòu)光原理、相關(guān)產(chǎn)品及典型應(yīng)用場景

　　雙目視覺原理、相關(guān)產(chǎn)品及典型應(yīng)用場景

　　激光三角測量原理

　　激光三角測量原理是測量系統(tǒng)向物體投射一條光束，由于物體表面高度的不同，導(dǎo)致相機(jī)接受到的光束在圖像上的行數(shù)不同，從而根據(jù)變換關(guān)系獲取激光線表面高度信息（即剖面數(shù)據(jù)）。通過測量系統(tǒng)與物體的相對移動，完成不同位置的剖面收集，進(jìn)而拼接生成3D圖像。

　　SICK 3D激光三角測量的系列產(chǎn)品及特點：

　　1. Trispector/TrispectorP

　　智能/可編程的一體式3D 相機(jī)

　　相機(jī)可進(jìn)行圖像處理，便于嵌入應(yīng)用，同時支持輸出圖像功能

　　2. RulerX/RulerXC/RulerXR/Ruler3000系列（一體式3D相機(jī)）和Ranger3系列（分體式3D相機(jī)）

　　采用 ROCC 技術(shù)的SICK M30 CMOS新一代傳感器

　　采樣頻率：全幅模式可達(dá)7 KHz, AOI模式可達(dá)46 KHz

　　可同時提供高度圖、反射圖和漫反射圖多種圖像數(shù)據(jù)

　　典型使用場景如下：

　　時間飛行原理（TOF）

　　時間飛行原理（TOF）是通過發(fā)射光脈沖（一般為不可見光，即紅外光）到被觀測物體上，然后物體反射回的光脈沖被相機(jī)捕捉。通過探測光脈沖從發(fā)射到接收之間的飛行（往返）時間來計算相機(jī)與被測物體之間的距離。

　　SICK 時間飛行(TOF)的相關(guān)產(chǎn)品系列產(chǎn)品及特點：

　　1. Visionary-T：

　　每秒拍攝多達(dá) 50幅 3D 圖像

　　每次拍攝 144 x 176 像素

　　抗環(huán)境光干擾能力：高達(dá)50K lux

　　防護(hù)等級：IP67

　　2. Visionary-T Mini：

　　高分辨率500 X 400pixels

　　傳輸速率高達(dá) 30幀/S

　　3D點云智能過濾功能

　　防護(hù)等級：IP67 & IP69K

　　工作環(huán)境溫度-10℃...+50℃

　　客戶受益：

　　緊湊型外觀設(shè)計

　　過濾可提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高表現(xiàn)性能

　　易于設(shè)置和配置，適用于廣泛的應(yīng)用

　　基于AppSpace平臺開發(fā)各種應(yīng)用APP

　　典型使用場景如下：

　　1. 防碰撞：

　　檢測地面上的物體，例如顯示的載人叉車或起重機(jī)

　　2. 碼垛和拆垛：

　　檢測可用和占用區(qū)域，以控制和優(yōu)化托盤處理解決方案

　　3. 物體檢測：

　　用于在高架倉庫裝卸任務(wù)中檢測托盤的準(zhǔn)確位置，以及AGV小車的拾取位置

　　4. 機(jī)器人引導(dǎo)：

　　檢測自動取放應(yīng)用的盒子位置和可放置空間位置

　　5. 自動行李托運：

　　在自動落袋柜臺檢測袋子的體積；在圖中，由于沒有按下箱子的把手，因此超出了允許的尺寸

　　6. 質(zhì)量檢查：

　　通過將圖像與預(yù)定義模型進(jìn)行比較以識別不適當(dāng)?shù)臓顩r，從而檢測不良偏差；在圖像中，座椅上有一把螺絲刀

　　結(jié)構(gòu)光原理

　　結(jié)構(gòu)光原理是向物體投射出黑白相間的結(jié)構(gòu)性光束，這些光束由于物體表面形狀的不同而產(chǎn)生變形，表現(xiàn)在圖像中則是結(jié)構(gòu)性光束發(fā)生了變形和扭曲，即高差變化和不連續(xù)，高差變化的程度用于計算深度，不連續(xù)則顯示出了物體表面的物理間隙，進(jìn)而計算出物體的位置和深度等信息，最終復(fù)現(xiàn)三維空間。

　　SICK的Visionary-S系列硬件使用2個IR相機(jī)和1個RGB相機(jī)。將結(jié)構(gòu)光照明與成熟的彩色攝像技術(shù)相結(jié)合，實時提供彩色深度圖像（即包含三維坐標(biāo)和RGB信息的點云數(shù)據(jù)）。使用多相機(jī)不同角度拍攝場景的兩幅圖像疊加在一起，使復(fù)現(xiàn)的圖像更準(zhǔn)確，質(zhì)量更佳。

　　SICK 3D結(jié)構(gòu)光的系列產(chǎn)品及特點：

　　Visionary-S系列：

　　每秒多達(dá) 30張 彩色深度 圖像

　　分辨率：640px * 512px；

　　更大的視野范圍：60°* 50°；檢測距離：0.5 ~ 6.5m

　　抗干擾能力更強(qiáng)：可在黑暗和最大 40k lx 的環(huán)境光下工作

　　溫度范圍：0℃ ... 50℃（取決于外殼）；防護(hù)等級：IP67

　　HDR 模式

　　典型使用場景如下：

　　雙目視覺原理

　　雙目視覺原理根據(jù)通過兩個鏡頭平行拍攝物體，并將影像疊合，處理單元根據(jù)已知的焦距和鏡頭之間距離推算出物體與傳感器之間的深度信息，類似人眼感知物體距離的原理。后續(xù)又發(fā)展衍生多目視覺系統(tǒng)。

　　通常分為如下過程：

　　傳感器頭捕獲原始 3D 數(shù)據(jù)，評估單元以類似于大腦的方式進(jìn)行編程解讀，以分析和處理傳感器頭所看到的內(nèi)容，并解析創(chuàng)建出深度圖像。這種工作原理使得SICK先進(jìn)的Visionary-B 特別適合作為戶外應(yīng)用的 3D 系統(tǒng)。

　　SICK 3D雙目視覺的系列產(chǎn)品及特點：

　　Visionary-B系列：

　　距離值：250 × 496 像素以及 2D 圖像：544 × 828像素

　　更大溫度范圍：從 −40℃ 至 +75℃

　　專為惡劣的戶外環(huán)境設(shè)計：IP69K防護(hù)等級。可在強(qiáng)烈的陽光、雨水下工作。

　　智能圖像處理：物體的分類和定位

　　二合一解決方案：每秒各八幅 3D 圖像和 2D 圖像

　　可進(jìn)行近來幾小時的活動記錄

　　典型使用場景如下：

　　SICK是工業(yè)用智能傳感器和傳感技術(shù)解決方案的主要制造商之一。擁有以上不同成像原理的高性能的3D相機(jī)系列產(chǎn)品，適用于不同行業(yè)的不同應(yīng)用場合。我們在各行各業(yè)擁有著豐富的經(jīng)驗，會根據(jù)客戶的需求測試并優(yōu)化系統(tǒng)解決方案。SICK 是值得您信賴的供應(yīng)商和研發(fā)合作伙伴！

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