以往我們所說的機(jī)器視覺檢測技術(shù)，通常是指2D的視覺系統(tǒng)，即通過攝像頭拍到一個(gè)平面的照片，然后通過圖像分析或比對來識(shí)別物體，能看到物體一個(gè)平面上特征，可用于缺失/存在檢測、離散對象分析、圖案對齊、條形碼和光學(xué)字符識(shí)別，以及基于邊緣檢測的各種二維幾何分析。由于2D視覺無法獲得物體的空間坐標(biāo)信息，所以不支持與形狀相關(guān)的測量，諸如物體平面度、表面角度、體積或者區(qū)分相同顏色的物體之類的特征，或者在具有接觸側(cè)的物體位置之間進(jìn)行區(qū)分，而且2D視覺測量物體的對比度，這意味著依賴于光照和顏色/灰度變化，測量精度易受變量照明條件的影響。

什么是3D機(jī)器視覺，3D機(jī)器視覺可以粗略地定義為允許3D對象或表面的三維測量或檢查的技術(shù)。有幾種不同的方式可以實(shí)現(xiàn)：

1、激光輪廓分析：激光輪廓分析是最受歡迎的3D成像技術(shù)之一。被測物體通過激光束移動(dòng)，因?yàn)橐砸阎嵌榷ㄎ坏南鄼C(jī)記錄當(dāng)物體穿過它時(shí)激光器的變化輪廓。這種配置在工廠生產(chǎn)地板或包裝線上特別受歡迎，因?yàn)樗蕾囉谙鄬τ诩す馄饕苿?dòng)的物體，這意味著它非常適合于傳送帶上的產(chǎn)品。

2、立體成像：另一種流行的3D成像技術(shù)是立體成像，其中兩個(gè)相機(jī)用于記錄物體的2D圖像，然后可以將其三角化并制成3D圖像。與激光輪廓分析一樣，這種技術(shù)也允許在測量和記錄時(shí)物體的移動(dòng)。使用隨機(jī)靜態(tài)照明圖案還可以為普通表面和沒有自然邊緣的對象提供任意紋理，這是許多立體重建算法所需要的。

3、條紋投影：在條紋投影中，條紋圖案投影到待測量的整個(gè)表面區(qū)域上。然后通過垂直于被測物體定位的攝像機(jī)記錄圖像。所創(chuàng)建的點(diǎn)云能夠使高度分辨率比激光分析方法能夠提供的高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。條紋投影也更具可擴(kuò)展性，測量區(qū)域范圍從1毫米到超過1米。

4、飛行時(shí)間：飛行時(shí)間法測量光脈沖到達(dá)被測物體然后返回的時(shí)間。測量每個(gè)圖像點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間將根據(jù)對象的大小和深度而變化，因此每個(gè)點(diǎn)將在測量時(shí)提供該信息。

3D視覺的好處，更豐富的數(shù)據(jù)采集，3D視覺可以測量產(chǎn)生2D系統(tǒng)不能的形狀信息。 因此，可以測量與形狀相關(guān)的特征，例如物體平直度，表面角度和體積。

1、測量穩(wěn)定性：3D傳感器中的所有組件都被牢固地安裝在單個(gè)光機(jī)械組件上，以確保重復(fù)性，焦距相對于發(fā)射器和成像器平面鎖定在位，并且包括溫度補(bǔ)償功能，以便糾正由于金屬蠕變而引起的移動(dòng)。

2、精度和重復(fù)性：利用3D機(jī)器視覺提供的深度測量信息，由于物體位置(距傳感器的距離)而導(dǎo)致的誤差不再可能，這意味著物體可以在傳感器的測量體積內(nèi)的任何位置移動(dòng)，并仍能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。這簡化了物體固定要求，并降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)成本。

3、多傳感器拼接：3D機(jī)器視覺的另一個(gè)好處是能夠使用已知的偽像將來自相對較少的多個(gè)掃描儀的3D點(diǎn)云拼接在一起，從而校準(zhǔn)到通用坐標(biāo)系。例如，可以用多個(gè)掃描儀掃描諸如卡車框架的大物體。定位和對準(zhǔn)數(shù)以百計(jì)的二維相機(jī)，并使用攝影測量法來生成三維模型要比使用少量高精度的三維掃描儀更加復(fù)雜和不準(zhǔn)確。

4、精密機(jī)器人視覺指導(dǎo)：工業(yè)機(jī)器人在三維世界中工作。盲人機(jī)器人僅限于執(zhí)行重復(fù)和結(jié)構(gòu)化的任務(wù)。3D機(jī)器視覺使機(jī)器人能夠感知其物理環(huán)境的變化，并相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整，從而在基本應(yīng)用中提高了靈活性，實(shí)用性和速度，例如拾放。

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