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          3D成像原理-3D成像是如何工作的

          發(fā)布時(shí)間:2019-05-23
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          近年來(lái),3D成像在工業(yè)和消費者應用中變得重要,技術(shù)人員利用3D成像技術(shù)研發(fā)出三維掃描儀、3D相機、等設備廣泛應用于各行各業(yè)。 具有3D成像功能的機器視覺(jué)系統可以更快,更準確地檢查生產(chǎn)現場(chǎng)的組件。 在消費者領(lǐng)域,3D成像為媒體提供更大的圖像深度。

          3D成像受到最復雜成像設備的啟發(fā):眼睛

          3D成像依賴(lài)于立體攝影,我們可以從熟悉的來(lái)源觀(guān)察:人類(lèi)視覺(jué)系統。 人類(lèi)看到兩只眼睛略微分開(kāi)的東西。 除了由例如標準2D電視屏幕再現的水平和垂直信息之外,這允許它們感知深度。

          由于眼睛是分開(kāi)的,每個(gè)人都從不同的角度看世界。 快速覆蓋一只眼睛,然后另一只眼睛,每次都表現出微妙但明顯的角度差異。 人類(lèi)在視覺(jué)中感知的維度來(lái)自大腦將不同的圖像組合成一個(gè)整體 - 一種稱(chēng)為視差的現象。

          每個(gè)3D鏡頭都使用兩個(gè)鏡頭 - 每個(gè)鏡頭捕獲的圖像略微偏離另一個(gè)鏡頭。 因此,3D圖像包含的信息量是2D圖像的兩倍。 編輯圖像以顯示,同時(shí)保持完整的數據保真度。 眼睛不能自己處理兩組圖像:每只眼睛處理它自己的一組圖像。

          左手和右手的圖像在大腦中結合,以再現深度感。

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          如何實(shí)施3D成像?

          3D成像可用于廣泛的應用 - 分析,測量和定位部件是最重要的。 然而,為了獲得最佳結果,設計一個(gè)具有必要性能和環(huán)境約束的系統至關(guān)重要。

          可以通過(guò)主動(dòng)或被動(dòng)方法實(shí)現3D成像。 主動(dòng)系統使用諸如飛行時(shí)間,結構光和干涉測量等方法,這些方法通常需要在拍攝環(huán)境中進(jìn)行高度控制。被動(dòng)方法包括焦點(diǎn)深度和光場(chǎng)。

          在基于快照的方法中,同時(shí)捕獲的兩個(gè)快照之間的差異用于計算到對象的距離 - 這稱(chēng)為被動(dòng)立體成像。 可以通過(guò)移動(dòng)單個(gè)攝像頭來(lái)實(shí)現,但使用兩個(gè)規格相同的攝像頭效率更高。

          相比之下,主動(dòng)快照方法可以包含解釋可視數據的其他技術(shù)。 活動(dòng)快照可以使用飛行時(shí)間,通過(guò)測量光傳播到目標對象時(shí)經(jīng)過(guò)的時(shí)間然后返回傳感器,將3D數據編碼到每個(gè)像素中。

          另一種產(chǎn)生3D形狀數據的成功方法是激光三角測量。 在激光三角測量中,使用單個(gè)相機來(lái)從投射到物體表面上的激光圖案導出高度變化,然后觀(guān)察這些圖案在從相機角度觀(guān)察時(shí)如何移動(dòng)。 即使使用單個(gè)相機并且沒(méi)有三角測量,通過(guò)觀(guān)察物體在靠近或遠離相機時(shí)如何縮放,仍然可以感知物距。

          根據可用的項目和技術(shù),3D成像也可以以其他方式實(shí)現。

          無(wú)論采用何種方法,結果都是可靠的可視化數據,可用于提高關(guān)鍵流程的性能,尤其是在工業(yè)中。

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