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3D相機初學(xué)者指南 你想知道的都在這里

發(fā)布時(shí)間:2020-03-13
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什么是3D相機?選擇合適的3D相機需要考慮哪些因素?它是如何工作的?本文為您一一解答,并詳解應用3D相機技術(shù)所需的步驟。

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什么是3D相機? 

網(wǎng)絡(luò )搜索3D相機這個(gè)術(shù)語(yǔ),你很可能會(huì )看到一大串有關(guān)消費級數碼相機以及虛擬現實(shí)體驗的推薦。然而,對于工業(yè)應用,3D相機指的是一種應用于智能制造領(lǐng)域的機器視覺(jué)傳感器。它可以在應用場(chǎng)景中提供精確的三維點(diǎn)云數據信息。本文不會(huì )涉及汽車(chē)上使用的激光雷達或攝像機,而是將注意力集中在3D相機的類(lèi)別上,它們通常被集成于自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)或者機器人上,配合其他智能軟硬件一起使用。


工業(yè)自動(dòng)化為什么需要3D相機? 

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

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

搭載3D相機能讓機器更快、更智能、更精確地執行復雜的任務(wù)。目前常應用于物流、檢測、碼垛、上下料等場(chǎng)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(jiàn)的客戶(hù)訴求;而針對小物體,精準度則成為了主要指標。隨著(zhù)制造業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提升,預計3D相機的市場(chǎng)需求還會(huì )持續增長(cháng)。

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3D相機應用示例

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

選擇3D相機時(shí),需要考慮哪些關(guān)鍵因素? 

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

01
相機類(lèi)型

用戶(hù)要選擇合適的3D相機,關(guān)鍵是要了解機器視覺(jué)系統的工作原理,以及將3D視覺(jué)應用于自動(dòng)化系統中可以實(shí)現什么。例如,分揀碼垛系統通常需要通過(guò)3D相機獲得高精度三維信息,以識別物品細節。進(jìn)行質(zhì)量檢驗時(shí),采用3D相機可以快速、可靠地驗證生產(chǎn)和檢測錯誤。當您需要分離相似物體時(shí),使用3D相機也可以高效完成任務(wù)。

當用戶(hù)有了明確的使用需求,首先應排列出需求的優(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機器視覺(jué)解決方案通常是為客戶(hù)定制的,所以更好的幫您解決問(wèn)題,告知我們您的需求清單,將為您節省大量時(shí)間和精力,同時(shí)得到滿(mǎn)足您需求的3D相機解決方案。

02
準確度

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

精確性:描述隨機誤差,一種統計可變性的度量方法。

真實(shí)性:描述系統誤差,一種衡量統計偏差的方法。

準確性:描述隨機和系統誤差的組合,即精確與真實(shí)之和。

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如圖所示,準確性應該同時(shí)滿(mǎn)足精度和真實(shí)性因素。需要強調的是,準確性將根據工作距離、環(huán)境溫度、環(huán)境光和相機設置等條件而有所變化。

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03
易用性

關(guān)于應用是否便捷,需要考慮硬件、軟件、文檔資料三要素。

從硬件的角度來(lái)看,3D相機應該足夠靈活,可以簡(jiǎn)便集成或安裝在機器人上,并且在扭轉、彎曲和拉力情況下,依然具備穩定性能。

機器視覺(jué)算法也很重要。為了獲得高效精準的圖像校準和分析性能,您需要檢查它是否易設置,是否支持二次開(kāi)發(fā),以及其他內置功能。此外,我們建議您仔細閱讀說(shuō)明,查看bug修復、特性以及更新。

完備的文檔資料(例如,參數表、培訓課件、示例,以及在開(kāi)發(fā)階段期望得到的支持),可以幫您在使用3D相機時(shí),迅速解決問(wèn)題。

04
安全性

如果您需要將3D相機應用于協(xié)作機器人,那么,選擇一款人眼安全、對人無(wú)干擾的3D相機(如,紅外3D相機)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(wú)需佩戴激光安全眼鏡,整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程安全無(wú)害又環(huán)保。


怎么開(kāi)始使用3D相機? 

當您訂購了3D相機,你很可能會(huì )采取以下步驟:

1.安裝軟件包

3D相機通常帶有機器視覺(jué)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

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

3.將相機連接至個(gè)人電腦

此處重要的是,要使用正確的連接線(xiàn),連接到您的電腦。因為錯誤的設置所導致的連接問(wèn)題,可能會(huì )使數據傳輸錯誤,進(jìn)而導致連接丟失或3D圖像損壞。

4.獲取3D圖像

完成初始設置,了解了3D相機的內置功能后,您可以嘗試不同的角度,以獲得效果最佳的三維圖像。

5.開(kāi)始使用SDK進(jìn)行開(kāi)發(fā)

您需要使用相機的SDK來(lái)自定義設置和訪(fǎng)問(wèn)工具、實(shí)用程序和應用程序示例。

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