從“看得見”到“看得清”機(jī)器視覺經(jīng)歷過四次重大變革

色彩的突破早期機(jī)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(jì)末光學(xué)研究出現(xiàn)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(xiàn)，使得機(jī)器視覺邁上第一個(gè)臺(tái)階。

從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的變革早期攝影常常采用膠片來模型記錄影像，隨著數(shù)字技術(shù)的日益成熟，數(shù)碼相機(jī)應(yīng)用而生，日漸取代了之前的方式，變得更加高效快捷，機(jī)器視覺進(jìn)入了全新的數(shù)碼時(shí)代。

低像素到高像素的轉(zhuǎn)變1969年，貝爾實(shí)驗(yàn)室首次開發(fā)了電荷耦合元件，CCD傳感器，直接把圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)到電腦中參與計(jì)算和分析，從而奠定了機(jī)器視覺技術(shù)誕生的基石。使得像素從初期的10萬大幅提升至千萬，促使機(jī)器視覺從普清走向了高清。

2D視覺轉(zhuǎn)向3D視覺的升維革命
伴隨著AI的迅猛發(fā)展，機(jī)器跳脫了2D平面“視”界進(jìn)入3D立體“視界”，F(xiàn)ace ID、VR、汽車制造、智能機(jī)器人……這些人們眼中的“未來產(chǎn)品”，由于3D視覺技術(shù)的出現(xiàn)，逐漸成為身邊的無處不在。2D視覺向3D視覺轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)。預(yù)處理功能可以對(duì)濃淡進(jìn)行調(diào)整并發(fā)現(xiàn)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。通過獲取XYZ坐標(biāo)的信息，可獲得高度、體積、截面面積等信息。

▎三維視覺技術(shù)的核心：結(jié)構(gòu)光
三維視覺主要包括雙目立體視覺和結(jié)構(gòu)光三維視覺,還有其他三維視覺技術(shù),如由明暗恢復(fù)性能、由紋理恢復(fù)形狀、激光測(cè)距、莫爾陰影與散焦測(cè)距等。

結(jié)構(gòu)光檢測(cè)技術(shù)屬于非接觸主動(dòng)測(cè)量技術(shù)，具有高的測(cè)量精度和速度，且體積小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高精度測(cè)量領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)光三維檢測(cè)技術(shù)是機(jī)器視覺的重要組成部分之一。結(jié)構(gòu)光檢測(cè)方法是圖像及點(diǎn)云處理算法對(duì)被測(cè)物體輪廓進(jìn)行建模及檢測(cè)的技術(shù)，具備計(jì)算簡(jiǎn)單、檢測(cè)精度高、檢測(cè)速度快等優(yōu)勢(shì)。 結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)的系統(tǒng)原理是通過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(cè)物體上，通過分析物體表面變形的光學(xué)圖案，利用相機(jī)標(biāo)定等方法獲得特定光源和相機(jī)的位姿關(guān)系，采用三角測(cè)量法獲得物體表面的空間三維信息，最終獲得待測(cè)物體表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

結(jié)構(gòu)光根據(jù)光源投射形式的不同，分為點(diǎn)結(jié)構(gòu)光、線結(jié)構(gòu)光、面結(jié)構(gòu)光。

點(diǎn)結(jié)構(gòu)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(cè)量，可用于物體測(cè)距等應(yīng)用。

■ 線結(jié)構(gòu)光是通過線激光器作為光源，投射一條激光線到物體表面，通過相機(jī)拍攝物體表面發(fā)生扭曲的激光器線條，并根據(jù)激光器線條在圖像上的位置以及光平面等信息獲取物體截面輪廓。線結(jié)構(gòu)光通常精度較高，借助移動(dòng)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)三維測(cè)量。

■ 面結(jié)構(gòu)光又稱為編碼結(jié)構(gòu)光，利用投影儀投出具有一定編碼規(guī)則的圖案，通過相機(jī)拍攝目標(biāo)得到其覆蓋編碼圖案的表面圖像，根據(jù)對(duì)投射圖案的編碼以及三角測(cè)量的方法獲取目標(biāo)的三維信息。編碼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)光與線結(jié)構(gòu)光，是優(yōu)中選優(yōu)的測(cè)量方法。接下來給大家介紹一款采用面結(jié)構(gòu)光測(cè)量技術(shù)的產(chǎn)品凌云光LCubor 3D相機(jī)。

LCubor 3D高精度面陣結(jié)構(gòu)光相機(jī)

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

高適應(yīng)性多曝光模式下高HDR適應(yīng)各類高反射材料表面
高精度標(biāo)準(zhǔn)量材下Z軸重復(fù)精度可達(dá)1μm
高效率串行工作模式可達(dá)2fps流水線模式可達(dá)3fps
高性能直接輸出點(diǎn)云數(shù)據(jù)支持板上預(yù)處理，可脫離PC
高易用性出廠預(yù)標(biāo)定現(xiàn)場(chǎng)即插即用

▎凌云光LCubor3D相機(jī)3C行業(yè)運(yùn)用案例

在電腦配件揚(yáng)聲器面板的生產(chǎn)工藝中需要對(duì)面板上的發(fā)聲孔及噴墨量進(jìn)行檢測(cè)，提高電腦外觀美觀度。噴墨后孔內(nèi)噴墨量的高度檢測(cè)，普通2D視覺檢測(cè)設(shè)備無法滿足，且孔深檢測(cè)對(duì)3D相機(jī)光源入射角要求極高，普通3D相機(jī)檢測(cè)也無法滿足。凌云光的LCubor 3D相機(jī)，滿足光源各種入射角要求，通過特定的編碼規(guī)則對(duì)投射的每個(gè)像素點(diǎn)的光進(jìn)行編碼，將編碼結(jié)構(gòu)光投射到物體表面上，通過對(duì)相機(jī)捕捉到的物體表面光信息進(jìn)行相應(yīng)的解碼，從而得到投影儀圖像上的成像位置。通過配件的材質(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，通過多種預(yù)處理算法，片上直接計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。

LCubor3D相機(jī)自動(dòng)化程度高、測(cè)量速度快、費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，在3C行業(yè)、光伏行業(yè)、汽車行業(yè)、橡膠輪胎行業(yè)、鐵路行業(yè)等被廣泛應(yīng)用。凌云光LCubor 3D高精度面陣結(jié)構(gòu)光相機(jī)正在熱銷中，有需要的朋友們，撥打電話400-829-1996問詢吧！