《智能仓储设备运行与维护》 课件-3.3-3D视觉检测技术

3D视觉检测技术一、什么是3D视觉检测技术二、3D视觉技术在国内的发展现状三、3D视觉检测技术的优势一、什么是3D视觉检测技术3D视觉技术是指通过3D摄像头能够采集视野空间每个点位的三维座标信息，通过算法复原智能获取三维立体成像，不会轻易受到外界环境、复杂光线的影响，技术更加稳定，能够解决以往二维体验和安全性较差的问题。结构光三角测量是一种常用的3D视觉检测技术原理。它通过投射特定波长的光源的光图案到被测物体表面上。当光线照射到物体表面时，物体的形状和曲率会对光线进行调制，形成一幅有关物体形状的图像。这些图像被捕获并用于计算物体表面上各点的深度或三维坐标。通过识别和分析光图案的形变或位移，可以确定每个像素点在三维空间中的位置，从而实现对物体形状和位置的检测。立体视觉原理基于使用至少两个摄像头或传感器来模拟人眼的双眼视觉。这些摄像头或传感器放置在不同的位置，从不同的角度观察同一物体。通过比较和分析这些图像之间的差异，可以获取物体的深度和三维信息。通过在图像中匹配相应的特征点，如边缘、角点或纹理，可以计算出这些特征点在不同摄像头视角下的位置差异，从而得到物体的三维坐标。二、3D视觉技术在国内的发展现状3D视觉技术在众多领域具有极高的战略意义，目前中国3D人脸识别落地应用居全球领先水平。值得一提的是，国内3D视觉技术独角兽奥比中光，是唯一可实现量产结构光3D传感摄像头的中国企业，3D传感专利数与苹果、微软等并列世界前三，其3D视觉模组、算法以及配套解决方案可广泛适配于多品牌、多形态的智能终端，更是为3D视觉领域发展开拓广泛的应用场景。比如OPPOFindX、支付宝刷脸支付便是采用奥比中光3D视觉模组的方案。除了在手机以及刷脸支付、刷脸过闸机领域的应用场景布局之外，3D视觉方案几乎无所不能，在智能家居、智能安防、汽车电子、工业测量、新零售、智能物流等领域发挥重要作用，堪称赋能产业创新的最大推力。二、3D视觉技术在国内的发展现状以我们每个人息息相关的智能家居领域为例，3D视觉可以令智能家电获得感知物体形态和距离的能力，可以使用手势识别、骨骼识别来操控家电，开启智能家居的新时代。而在工业自动化领域，3D视觉技术同样有着巨大的商业价值。当机械臂或者机器人利用3D感知物体的大小、形态之后，可以实现对不同形状的物体进行高度自动化操作，不再局限于处理单一形态的物体，驱动工业生产力迎来创新变革。三、3D视觉检测技术的优势1.不受目标物体对比度的影响，测量更加精准2D视觉检测严重依赖于被测物体表面的对比度，如果不能满足特定光照条件（照射角度、波长等），则无法准确地从图像背景中提取出关心的特征，导致可靠性和测量精度都无法得到保证。另外，2D视觉根本无法检测黑色背景上的黑色物体。3D视觉检测技术是使用结构光三角测量原理，将特定波长的激光图案投射到物体表面。光投射平面与相机光轴之间的夹角是固定的，因而系统设计人员无需考虑光源的照射角度及波长问题。图像中的前景是被物体表面形状调制后的激光图案，图像对比度是恒定的，只取决于物体表面材质的反光能力，不受环境光变化影响。三、3D视觉检测技术的优势2.支持形状测量2D视觉检测技术无法提供高度信息，只能在平面上进行几何测量，任何与高度信息关联的检测需求都不能满足，比如以下场景：（1）抖动检测—表现在高度值发生变化；（2）翘曲检测—两侧高度不一致；（3）厚度检测—高度相减。3D视觉检测技术能够识别物体的空间立体位置和表面信息，被测物体可以在传感器的有效测量范围内任意移动或摆放。三、3D视觉检测技术的优势3.安装简单，操作方便2D视觉检测系统必然存在相机和光源，为了满足特定的光路条件，待检物体，相机、光源之间必须满足特定的位置关系，尤其是对于光路复杂的场景，位置关系就更加复杂了。再者对于尺寸测量类的检测项目需要到安装现场才能进行标定，位置关系一旦发生变化，必须重新标定。这给安装调试