3D 視覺檢測是一項(xiàng)基于先進(jìn)光學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺算法的技術(shù),能夠以高精度獲取被測工件的三維空間信息。其主要原理和應(yīng)用如下:
原理:
激光三角測量法:通常采用激光發(fā)射器發(fā)出激光,利用相機(jī)收集反射回來的光線,經(jīng)過算法分析出目標(biāo)物體的 3D 輪廓數(shù)據(jù)。因?yàn)槭羌す膺M(jìn)行掃描,這種檢測方式比較適合產(chǎn)線高精度、高速度的檢測模式。例如在汽車制造中,可用于檢測車身零部件的尺寸和形狀。
結(jié)構(gòu)光法:通過光源產(chǎn)生的包含光學(xué)編碼信息的結(jié)構(gòu)光,照射到被檢測物體表面,根據(jù)光學(xué)編碼圖案的變形,分析出物體表面模型,并同時(shí)計(jì)算出距離、形狀、尺寸等信息。常見的應(yīng)用是視覺引導(dǎo)機(jī)器人,讓機(jī)器人能夠準(zhǔn)確地識別和抓取物體。
飛行時(shí)間(ToF)法:通過高速發(fā)射的光脈沖,根據(jù)傳感器接收到的反射光時(shí)差,來確定目標(biāo)的距離。該方法可以快速獲取物體的深度信息,適用于對實(shí)時(shí)性要求較高的場景,如自動駕駛中的環(huán)境感知。
光譜共焦法:利用光學(xué)色散的基本原理,計(jì)算出距離和波長之間的關(guān)系,通過光譜儀解碼,便很容易得到目標(biāo)物體的位置信息。對于一些特殊材料或復(fù)雜表面的檢測,具有較好的效果,比如檢測強(qiáng)吸光材料。
應(yīng)用:
工業(yè)制造:
產(chǎn)品質(zhì)量檢測:可以對產(chǎn)品的外觀、尺寸、形狀等進(jìn)行全面檢測,如檢測手機(jī)外殼的平整度、汽車零部件的裝配精度等,提高產(chǎn)品質(zhì)量和一致性。
機(jī)器人自動化控制:為機(jī)器人提供三維視覺信息,使其能夠準(zhǔn)確地識別和操作物體,實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn),例如在電子產(chǎn)品組裝線上,機(jī)器人通過 3D 視覺檢測準(zhǔn)確抓取和組裝零件。
零件尺寸測量:對零件的三維尺寸進(jìn)行精確測量,滿足高精度制造的要求,像航空航天領(lǐng)域中對零部件的尺寸檢測。
自動化生產(chǎn):
機(jī)器人視覺控制:引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行各種任務(wù),如搬運(yùn)、分揀等,提高生產(chǎn)效率和自動化程度。例如在物流倉庫中,機(jī)器人利用 3D 視覺檢測快速識別和分揀包裹。
自動導(dǎo)航:幫助自動導(dǎo)航設(shè)備(如 AGV 小車)識別周圍環(huán)境,規(guī)劃路徑,實(shí)現(xiàn)自主移動和避障。
自動化裝配:在裝配過程中,確保零件的正確安裝和定位,提高裝配質(zhì)量和效率。
醫(yī)療領(lǐng)域:
醫(yī)學(xué)影像識別:對 CT、MRI 等醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行自動識別和量化分析,輔助醫(yī)生進(jìn)行診斷和治療,例如幫助醫(yī)生更準(zhǔn)確地評估腫瘤的大小和位置。
手術(shù)導(dǎo)航:為手術(shù)提供三維可視化信息,幫助醫(yī)生更精確地進(jìn)行手術(shù)操作,提高手術(shù)的成功率和安全性。
假肢制造:通過對患者肢體的三維掃描和測量,定制更合身、舒適的假肢。
軍事領(lǐng)域:
無人機(jī)、無人車、機(jī)器人等自主導(dǎo)航:使其能夠在復(fù)雜的環(huán)境中自主行駛和執(zhí)行任務(wù),如在戰(zhàn)場上進(jìn)行偵察、巡邏等。
目標(biāo)識別:對敵方目標(biāo)進(jìn)行自動識別和跟蹤,提高作戰(zhàn)效率和安全性。
其他領(lǐng)域:
建筑行業(yè):用于建筑結(jié)構(gòu)的三維建模和檢測,如檢測建筑物的變形、裂縫等,保障建筑的安全性。
文物保護(hù):對文物進(jìn)行三維數(shù)字化建模,為文物的修復(fù)和保護(hù)提供依據(jù)。
消費(fèi)電子:檢測電子產(chǎn)品的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu),如檢測手機(jī)屏幕的貼合度、電池的安裝情況等。