机器人视觉—三维成像技术综述

如题所述

在工业领域的自动化进程中,三维视觉成像技术扮演着关键角色,它如一颗璀璨的明珠,照亮了机器人的精准导航与操作。其中,光学方法独树一帜,其中包括了飞行时间法(ToF)和结构光法等创新技术。以卢荣胜等学者的研究为代表,飞行时间3D成像通过光的飞行时间差测距,分为直接和间接两种形式,间接ToF因其高度商业化而备受瞩目。扫描3D成像则包括多种策略,如扫描测距、主动三角测量(如激光三角法和色散共焦法)以及结构光投影,后者已成为机器人3D视觉的主流选择。

在投影技术上,我们有双路的多相机系统和单相机的双投影或多投影方案。结构光的原理巧妙,通过投射图案,相机捕捉并解析出三维信息,投影仪类型多样,如LCD和DLP,分类上则有单次投影(如空间编码和频率编码)和多次投影(如时间复用)。例如,偏折法在光滑表面的测量中表现出色。立体视觉则有单目、双目、多视点和光场等多种形式,如单目的透视差和双目的视差机制,为深度感知提供了丰富线索。

然而,每种技术都有其优缺点。光场相机虽然体积小、实时性强,适于3D测量,但分辨率相对较低,且价格高昂,不适合对精度要求极高的应用场景。相比之下,结构光投影系统在精度和成本上更平衡,有广阔的应用前景,但其体积较大,易受遮挡影响。双目立体视觉对目标清晰度有高要求,同样面临体积和遮挡问题。

为突破这些局限,研究者和开发者正在寻求权衡,既要提升设备的测量灵敏度,又要控制体积增长。Eye-in-Hand系统,作为低成本、适中精度的选择,致力于被动单目3D成像技术的探索。北京智能智造更是提供工业级的证书培训,涵盖了PLC控制、机器视觉和机器人焊接等关键技术,致力于提升工程师们的实战能力。现在,你可以免费领取资料,参与试听课程,迈向三维视觉成像技术的前沿。
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