什么是3D相機(jī)？選擇合適的3D相機(jī)需要考慮哪些因素？它是如何工作的？本文為您一一解答，并詳解應(yīng)用3D相機(jī)技術(shù)所需的步驟。

網(wǎng)絡(luò)搜索3D相機(jī)這個(gè)術(shù)語，你很可能會看到一大串有關(guān)消費(fèi)級數(shù)碼相機(jī)以及虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的推薦。然而，對于工業(yè)應(yīng)用，3D相機(jī)指的是一種應(yīng)用于智能制造領(lǐng)域的機(jī)器視覺傳感器。它可以在應(yīng)用場景中提供精確的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息。本文不會涉及汽車上使用的激光雷達(dá)或攝像機(jī)，而是將注意力集中在3D相機(jī)的類別上，它們通常被集成于自動(dòng)生產(chǎn)線或者機(jī)器人上，配合其他智能軟硬件一起使用。

近幾十年來，二維相機(jī)已被廣泛應(yīng)用于條碼讀取、目標(biāo)跟蹤和在線檢測等領(lǐng)域。隨著智能制造發(fā)展對技術(shù)要求的不斷升級，用戶對目標(biāo)對象的深度信息有了更高要求，而3D相機(jī)特有的深度信息采集功能，恰可以滿足這樣的市場需求。

將3D相機(jī)作為機(jī)器的眼睛，其作用就像人類的眼睛一樣——眼睛獲取的信息可被大腦(計(jì)算機(jī))處理。3D相機(jī)獲取的三維信息為機(jī)器視覺算法提供必要的深度信息，從而可以讓機(jī)器識別物體的大小，顏色和深度距離。

搭載3D相機(jī)能讓機(jī)器更快、更智能、更精確地執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。目前常應(yīng)用于物流、檢測、碼垛、上下料等場景。

在特定的距離下，針對大中型物體，識別速度往往是更常見的客戶訴求；而針對小物體，精準(zhǔn)度則成為了主要指標(biāo)。隨著制造業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提升，預(yù)計(jì)3D相機(jī)的市場需求還會持續(xù)增長。

如果你需要大批量挑選許多小的，隨機(jī)放置的物體，則需要使用高性能3D相機(jī)以幫助機(jī)器正確地識別對象。在這項(xiàng)應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)可以處理3D相機(jī)采集到的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，找到所需的信息，比如一個(gè)抓取點(diǎn)。因此，3D相機(jī)通常固定在目標(biāo)上方。同時(shí)為了保證其靈活性，通常安裝在機(jī)器人的夾鉗上或附近位置。

在比較不同廠商的3D相機(jī)時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)方面：

用戶要選擇合適的3D相機(jī)，關(guān)鍵是要了解機(jī)器視覺系統(tǒng)的工作原理，以及將3D視覺應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)什么。例如，分揀碼垛系統(tǒng)通常需要通過3D相機(jī)獲得高精度三維信息，以識別物品細(xì)節(jié)。進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，采用3D相機(jī)可以快速、可靠地驗(yàn)證生產(chǎn)和檢測錯(cuò)誤。當(dāng)您需要分離相似物體時(shí)，使用3D相機(jī)也可以高效完成任務(wù)。

當(dāng)用戶有了明確的使用需求，首先應(yīng)排列出需求的優(yōu)先級，即哪個(gè)需求對你最重要？是分辨率、處理速度、視野，還是處理各種材料的能力。

由于3D機(jī)器視覺解決方案通常是為客戶定制的，所以更好的幫您解決問題，告知我們您的需求清單，將為您節(jié)省大量時(shí)間和精力，同時(shí)得到滿足您需求的3D相機(jī)解決方案。

要比較3D相機(jī)的精度，需要了解用于測量精度的不同術(shù)語的定義：

精確性：描述隨機(jī)誤差，一種統(tǒng)計(jì)可變性的度量方法。

真實(shí)性：描述系統(tǒng)誤差，一種衡量統(tǒng)計(jì)偏差的方法。

準(zhǔn)確性：描述隨機(jī)和系統(tǒng)誤差的組合，即精確與真實(shí)之和。

如圖所示，準(zhǔn)確性應(yīng)該同時(shí)滿足精度和真實(shí)性因素。需要強(qiáng)調(diào)的是，準(zhǔn)確性將根據(jù)工作距離、環(huán)境溫度、環(huán)境光和相機(jī)設(shè)置等條件而有所變化。

關(guān)于應(yīng)用是否便捷，需要考慮硬件、軟件、文檔資料三要素。

從硬件的角度來看，3D相機(jī)應(yīng)該足夠靈活，可以簡便集成或安裝在機(jī)器人上，并且在扭轉(zhuǎn)、彎曲和拉力情況下，依然具備穩(wěn)定性能。

機(jī)器視覺算法也很重要。為了獲得高效精準(zhǔn)的圖像校準(zhǔn)和分析性能，您需要檢查它是否易設(shè)置，是否支持二次開發(fā)，以及其他內(nèi)置功能。此外，我們建議您仔細(xì)閱讀說明，查看bug修復(fù)、特性以及更新。

完備的文檔資料（例如，參數(shù)表、培訓(xùn)課件、示例，以及在開發(fā)階段期望得到的支持），可以幫您在使用3D相機(jī)時(shí)，迅速解決問題。

如果您需要將3D相機(jī)應(yīng)用于協(xié)作機(jī)器人，那么，選擇一款人眼安全、對人無干擾的3D相機(jī)（如，紅外3D相機(jī)）是非常必要的。它可以防止人和物體暴露在激光下，從而有效避免直接曝光或反射。另外，工人無需佩戴激光安全眼鏡，整個(gè)生產(chǎn)過程安全無害又環(huán)保。

當(dāng)您訂購了3D相機(jī)，你很可能會采取以下步驟：

1.安裝軟件包

3D相機(jī)通常帶有機(jī)器視覺軟件包。您可以把它下載到你的電腦上，在點(diǎn)云環(huán)境中查看圖像。

2.安裝3D相機(jī)

您可以根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境決定安裝3D相機(jī)的位置。如測試不同的位置，以避免反射并獲得高分辨率的效果。

3.將相機(jī)連接至個(gè)人電腦

此處重要的是，要使用正確的連接線，連接到您的電腦。因?yàn)殄e(cuò)誤的設(shè)置所導(dǎo)致的連接問題，可能會使數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，進(jìn)而導(dǎo)致連接丟失或3D圖像損壞。

4.獲取3D圖像

完成初始設(shè)置，了解了3D相機(jī)的內(nèi)置功能后，您可以嘗試不同的角度，以獲得效果最佳的三維圖像。

5.開始使用SDK進(jìn)行開發(fā)

您需要使用相機(jī)的SDK來自定義設(shè)置和訪問工具、實(shí)用程序和應(yīng)用程序示例。

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