3D激光三角测量技术：为机器视觉提供深度

3D激光三角测量技术：为机器视觉提供深度

3D激光三角测量技术

使之成为可能的3D成像技术之一是3D激光三角测量。该技术已经存在了很长一段时间，但直到最近才取得进展，由于校准的复杂性、有限的扫描速率、所需的计算能力和现场维护成本，它在线上应用中的使用受到了限制。

在典型的激光线轮廓仪中，激光线条被投射到物体上，并使用一个2D（区域/矩阵）图像传感器进行成像。在确定激光条纹在图像传感器上的位置后，轮廓仪会提供由激光条纹的光学三角测量产生的横向（X轴）和深度（Z轴）信息。沿着激光线生成的XZ对集称为轮廓。沿运动方向的两个连续轮廓之间的距离构成第三轴（Y）。通过这种方式扫描物体，我们获得了物体的表面扫描信息（X，Y，Z）。

实现性能

更好的可用性和集成性

随着轮廓仪变得更加可靠且技术不断成熟，用户可能会更加愿意选择它作为首选技术。例如，激光三角测量技术对振动有很好的容忍度。通过扫描，小幅振动可以帮助减少激光散斑所产生的整体噪声。

面向更广泛应用领域的系统设计

多传感器装置示例

此类应用的示例包括大型木板、金属、石膏板、塑料和各类冲压件的检查。每侧具有不对称特征的冲压件需要在物体周围使用多个传感器。这要求所有传感器都以适当方式进行配置，使得生成的3D图像能够以真实方式呈现物体。要实现这一点，所有传感器需要精确同步以生成组合图像，方便测量。

汽车轮胎的3D检测是使用3D轮廓传感器的一个典型应用。

局限性和其他需要考虑的问题

尽管3D激光三角测量技术在性能、成本和可用性方面有了很大的进步，但仍然需要考虑一些问题才能实现成功的系统集成。由于激光三角测量需要观察角度，因此遮挡通常是一个问题。遮挡是由几何三角测量引起的轮廓仪定位角度产生的阴影。一种解决方案是使用一个或两个激光器和多个相机。传感器还可能限制系统的整体速度和性能。激光散斑也是一个挑战，它是激光本身产生的固有噪声，会降低系统的分辨率。

主要市场和应用

尽管如此，基于3D激光三角测量技术的系统仍然适用于种类繁多的应用，包括电子和半导体生产、机器人、汽车制造和一般工厂自动化等众多细分市场中的线上高度测量。

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