從“看得見(jiàn)”到“看得清”機器視覺(jué)經(jīng)歷過(guò)四次重大變革

色彩的突破早期機器局限于感光材料和技術(shù)只能記錄黑白色彩，直至19世紀末光學(xué)研究出現新的突破，彩色在攝影師帶有濾鏡的拍攝和后期合成中顯現，使得機器視覺(jué)邁上第一個(gè)臺階。

從模擬信號到數字信號的變革早期攝影常常采用膠片來(lái)模型記錄影像，隨著(zhù)數字技術(shù)的日益成熟，數碼相機應用而生，日漸取代了之前的方式，變得更加高效快捷，機器視覺(jué)進(jìn)入了全新的數碼時(shí)代。

低像素到高像素的轉變1969年，貝爾實(shí)驗室首次開(kāi)發(fā)了電荷耦合元件，CCD傳感器，直接把圖像轉換為數字信號并存儲到電腦中參與計算和分析，從而奠定了機器視覺(jué)技術(shù)誕生的基石。使得像素從初期的10萬(wàn)大幅提升至千萬(wàn)，促使機器視覺(jué)從普清走向了高清。

2D視覺(jué)轉向3D視覺(jué)的升維革命
伴隨著(zhù)AI的迅猛發(fā)展，機器跳脫了2D平面“視”界進(jìn)入3D立體“視界”，Face ID、VR、汽車(chē)制造、智能機器人……這些人們眼中的“未來(lái)產(chǎn)品”，由于3D視覺(jué)技術(shù)的出現，逐漸成為身邊的無(wú)處不在。2D視覺(jué)向3D視覺(jué)轉換，最明顯的差異是從2D圖像變成3D圖像。 2D圖像 VS 3D圖像2D圖像，從1個(gè)方向進(jìn)行拍攝的圖像數據。預處理功能可以對濃淡進(jìn)行調整并發(fā)現部件及產(chǎn)品表面的故障。在2D圖像中添加高度信息可獲得3D圖像。通過(guò)獲取XYZ坐標的信息，可獲得高度、體積、截面面積等信息。

▎三維視覺(jué)技術(shù)的核心：結構光
三維視覺(jué)主要包括雙目立體視覺(jué)和結構光三維視覺(jué),還有其他三維視覺(jué)技術(shù),如由明暗恢復性能、由紋理恢復形狀、激光測距、莫爾陰影與散焦測距等。

結構光檢測技術(shù)屬于非接觸主動(dòng)測量技術(shù)，具有高的測量精度和速度，且體積小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于高精度測量領(lǐng)域。結構光三維檢測技術(shù)是機器視覺(jué)的重要組成部分之一。結構光檢測方法是圖像及點(diǎn)云處理算法對被測物體輪廓進(jìn)行建模及檢測的技術(shù)，具備計算簡(jiǎn)單、檢測精度高、檢測速度快等優(yōu)勢。 結構光三維測量技術(shù)的系統原理是通過(guò)特定光源將包含有一定信息的光學(xué)編碼圖案投射到被測物體上，通過(guò)分析物體表面變形的光學(xué)圖案，利用相機標定等方法獲得特定光源和相機的位姿關(guān)系，采用三角測量法獲得物體表面的空間三維信息，最終獲得待測物體表面的點(diǎn)云數據。

結構光根據光源投射形式的不同，分為點(diǎn)結構光、線(xiàn)結構光、面結構光。

點(diǎn)結構光是點(diǎn)激光器作為光源，投射激光點(diǎn)作為圖案，主要適用于一維測量，可用于物體測距等應用。

■ 線(xiàn)結構光是通過(guò)線(xiàn)激光器作為光源，投射一條激光線(xiàn)到物體表面，通過(guò)相機拍攝物體表面發(fā)生扭曲的激光器線(xiàn)條，并根據激光器線(xiàn)條在圖像上的位置以及光平面等信息獲取物體截面輪廓。線(xiàn)結構光通常精度較高，借助移動(dòng)平臺可實(shí)現三維測量。

■ 面結構光又稱(chēng)為編碼結構光，利用投影儀投出具有一定編碼規則的圖案，通過(guò)相機拍攝目標得到其覆蓋編碼圖案的表面圖像，根據對投射圖案的編碼以及三角測量的方法獲取目標的三維信息。編碼結構光具有高速度、高精度等優(yōu)點(diǎn)，并且單次得到的信息量要大于點(diǎn)結構光與線(xiàn)結構光，是優(yōu)中選優(yōu)的測量方法。接下來(lái)給大家介紹一款采用面結構光測量技術(shù)的產(chǎn)品凌云光LCubor 3D相機。

LCubor 3D高精度面陣結構光相機

LCubor 3D高精度面陣結構光相機是一款基于面結構光編解碼技術(shù)和三角測量原理進(jìn)行3D點(diǎn)云重建的3D工業(yè)相機?；驹硎窍虮粶y物投射一系列含有特定空間相對編碼的2D圖案，同時(shí)對被測物拍攝，然后對得到的照片進(jìn)行編碼，再將解碼信息根據標定數據進(jìn)行計算，重構成為3D數據。集激光、傳感器和測量工具于一身，可以輕松完成測量過(guò)程中的掃描、分析、測量和控制功能，是完全一體化的解決方案。

高適應性多曝光模式下高HDR適應各類(lèi)高反射材料表面
高精度標準量材下Z軸重復精度可達1μm
高效率串行工作模式可達2fps流水線(xiàn)模式可達3fps
高性能直接輸出點(diǎn)云數據支持板上預處理，可脫離PC
高易用性出廠(chǎng)預標定現場(chǎng)即插即用

▎凌云光LCubor3D相機3C行業(yè)運用案例

在電腦配件揚聲器面板的生產(chǎn)工藝中需要對面板上的發(fā)聲孔及噴墨量進(jìn)行檢測，提高電腦外觀(guān)美觀(guān)度。噴墨后孔內噴墨量的高度檢測，普通2D視覺(jué)檢測設備無(wú)法滿(mǎn)足，且孔深檢測對3D相機光源入射角要求極高，普通3D相機檢測也無(wú)法滿(mǎn)足。凌云光的LCubor 3D相機，滿(mǎn)足光源各種入射角要求，通過(guò)特定的編碼規則對投射的每個(gè)像素點(diǎn)的光進(jìn)行編碼，將編碼結構光投射到物體表面上，通過(guò)對相機捕捉到的物體表面光信息進(jìn)行相應的解碼，從而得到投影儀圖像上的成像位置。通過(guò)配件的材質(zhì)不同，進(jìn)行兩次亮度模式拍攝，最大支持三次亮度融合模式，通過(guò)多種預處理算法，片上直接計算，以實(shí)現高精度測量。

LCubor3D相機自動(dòng)化程度高、測量速度快、費用較低等優(yōu)點(diǎn)，在3C行業(yè)、光伏行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)、橡膠輪胎行業(yè)、鐵路行業(yè)等被廣泛應用。凌云光LCubor 3D高精度面陣結構光相機正在熱銷(xiāo)中，有需要的朋友們，撥打電話(huà)400-829-1996問(wèn)詢(xún)吧！