知微知微传感：激光快照式3D相机，三维机器视觉的新选择

据麦克马纳斯咨询公司介绍，传统工业相机主要实现2D成像，缺乏空之间的深度信息。三维视觉技术的出现有效地解决了2D相机在复杂物体的模式识别和测量中的痛苦问题。Xi安智威传感技术有限公司(以下简称“智威传感”)是国内自主研发的微机电系统微振动镜及应用解决方案的领先供应商，率先实现了微机电系统微振动镜在高精度三维相机和激光雷达中的批量应用。
近日，智威传感器营销总监何伟先生在深圳会展中心举行的第27届“微感:机器视觉与工业检测”研讨会上发表了题为“激光快照3D相机，3D机器视觉新选择”的主旨演讲，分享了智威传感器最新的3D机器视觉技术解决方案和典型应用。请与麦克默斯咨询公司一起回顾精彩的演讲内容。

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智威传感市场总监何威先生发表主旨演讲
主流3D视觉技术介绍
根据是否需要光源，三维视觉技术可以分为主动光和非主动光。大家熟悉的“可见光”双目相机属于不活跃光技术。其原理是模拟人眼根据视差生成3 D数据；主动光学技术主要包括两种方案:三角测距法和飞行时间(ToF)法。何伟先生介绍，“智威传感采用的三维视觉技术是一种基于可调光栅的动态结构光方案，属于三角测量中的一种时间编码方法。这种方法的主要优点是可以获得更好的精度和效率。平衡。”

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图1 3D视觉技术的分类
激光快照三维相机的技术特点
在传统快照式三维扫描仪采用的动态结构光方案中，使用DLP投影仪(数字光处理，德州仪器的数字微镜阵列)将光栅投影到被测物体上，在被测物体表面变形(调制)条纹光栅，然后用相机拍摄，再通过测量算法得到三维形状。

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图2传统快照三维扫描仪与激光快照三维相机的比较
激光抓拍3D相机采用的动态结构光方案在光束操控方面与传统抓拍3D扫描仪不同，采用MEMS微振镜扫描激光实现条纹光栅投影，而两者在3D成像算法上相似。此外，具有微传感的激光快照三维相机采用单目相机，与传统的使用双目相机的快照三维扫描仪相比，具有许多优点:(1)整个系统体积大大减小；(2)成本得到有效控制；(3)性价比更高。
基于微传感器的激光快照三维相机主要应用于亚毫米精度的工业应用。“目前市场上能提供高可靠性的同类产品不多。”何伟先生说:“微米精度的3D相机，性能冗余但价格高；毫米精度的3D相机虽然价格不高，但是精度不够。所以智威传感的这款3D相机主要切入毫米到微米精度的工业场景。”
此外，具有微传感的激光快照三维相机具有以下特点:(1)片上点云计算可以同时输出点云、深度、灰度和RGB信息；(2)使用激光光源对环境的抗干扰能力强；(3)支持POE供电；(4)支持多平台开发；(5)体积小，重量轻等。
激光快照3D相机的主要优势
与市场上的其他3D视觉技术相比，激光快照3D相机的优势主要体现在以下三点:
(1)景深大，景深可达3米。何伟先生解释说:“通常，基于DLP的解决方案景深较浅，只有几十厘米，这是由于透镜的限制。在实际应用中，基于DLP的方案可以高精度检测一些小的或平坦的物体，但在面对大的工件或景深差超过1~2米的应用场景时无法使用。在这种情况下，激光快照3D相机将是一个理想的选择！我们可以保证超宽景深从几十厘米到几米的高精度成像。”