3D工业相机选择标准「6个机器视觉相机考量标准」

3d工业视觉相机的选择标准可从相机的类型、精度、 视野、距离、场景、成本等6个方面综合考量。

1、工业相机类型

这个是第一要素。3D视觉和2D视觉一般分两类，一类是检测一类是定位（还有一类是监控，比如安防就属于这块）。缺陷检测也包括外观、颜色、形状、缺损、多余、伤痕（划痕、凹凸）、污渍，尺寸公差等等。3D和2D都有可能涉及到检测类的应用，在不涉及尺寸的情况向，大多检测类应用可采用2D平面视觉，少数涉及空间位置关系的检测会用到3D检测。而正对尺寸公差检测，同样分2D和3D。原则上，2D视觉没有Z方向的信息，不知道物体的z方向位置关系，但是根据透视原理，可以知道相对位置关系。因此，在具有明确Z方向参考的情况下，2D视觉也可以实现高精度尺寸公差测量。而设计Z方向或者，z方向信息不够明确的情况下，3D视觉能很好的替代2D检测， 应用更加广泛。

2、机器视觉相机精度

精度是一个重要的参考因素。没每个应用都有允许的尺寸公差范围，比如高精度cnc加工，要求0.001-0.001mm的尺寸精度；东润项目要求的，平面度检测0.08mm精度；熙锐圆心定位0.5mm精度，体积测量5mm精度等等。根据不同的精度需求，选择不同的相机，一般来说，在精度方面线激光精度优于结构光相机（DLP），结构光相机优与主动双目（DST），主动双目跟TOP精度差不错。所以，根据客户的实际应用精度需求，才能合理的选择使用什么样的相机，一般，精度要求在0.1mm一下的的，比如3C行也检测、机加工检测、装配定位等等采用线激光比较合适，精度要求较高。小尺寸到重大尺寸的物体定位、抓取、无序上料等等，可以在治具端做适当的限位，定位精度要求不高，一般0.1-10mm的，都可以用DLP相机，通过控制视场大小来满足不同的精度需求。而大件识别定位，一般用DST（DST130，DST110，TOF）等，精度要求不高，一般厘米级别的精度就够用了。更低精度的，有激光雷达。

3、3d工业相机视野

视野也是视场大小，就是需要检测的物体和场景尺寸。视野限定了视觉系统的极限精度，一般精度越高的相机，视野越小；视野越大的相机，精度则做不高。精度跟视野大小是成反比关系。大视野同时要极高的精度，这是伪需求，要么做不到，要么做到了成本极高，代价极大。一般0.01mm一下的精度，视野范围在1-50mm；0.01-0.1mm的精度要求，视野在10-300mm，而刚大的视野，则意味着精度同步下降。

4、3D视觉相机工作距离

目前所有的3D相机，都是采用的主动光源，光源的反射强度决定了图像采集的信号强度，信号越强，则图像越清晰，噪声越小。而距离会导致光衰，光的扩散传播，导致光功率密度下降，下降速率跟距离的立方成反比。也就是说，越远距离的成像，效果越差。因此，工作距离也是影响相机选择的一大因素。点光源比线光源能量集中度好，线光源比面光源能量集中度高，因此，不同的原理的相机，能设计的工作距离不同。激光雷达，采用点光源，工作距离最长，车载激光雷达工作距离可达100米；面阵激光相机，比如DLP，在超过2米的时候，其光衰带来的影响就很严重，所以，相机工作距离被大大限制。主动双目采用的是点阵激光，工作距离比DLP要大。

5、智能视觉相机应用场景

应用场景也是选择相机一个必要考虑的点。是用于室内还是室外、高温低温、液体粉尘等等环境因素。另外，物体的材质也是影响因素，三个视觉难点：黑色、透明、反光！涉及这3样的，都难做，甚至做不了。一个个来说，所有3D相机都是主动光源的，因此，容易受强环境光影响，室外通常有阳光直射，是个极强的干扰源，因此对所有室外方案，3D视觉都受限；而2D是被动光源的，所以，受弱光影响（光照不足），所以2D项目一般需要增加补光灯，人工补光。高温低温、液体粉尘等等影响相机使用寿命，尤其是光学器件的使用寿命。需要考虑防护问题。

6、成本问题

在一些交叉领域，比如精度、视野、距离等等。满足两款相机工作范围的，有时候两张相机都能选。比如，一个项目核心需求是精度0.4mm，工作距离和视场等都合适，那么有DLP和线激光两款可以选择。这个时候，就需要考虑成本因素了，像激光相机普遍比 DLP相机要贵（还有我们自己不生产），而且线激光相机需要运动机构配合，金钱成本比DLP要高；而线激光精度优于DLP，成像效果更好，因此算法成本稍低。所以，要根据客户预算，以及我们的综合开发成本来考虑选什么相机。同样，对于大件拆码垛，可以选DLP以及 TOF或者ast110,；中小件物体的识别与抓起等，可以选DLP和AST110；高精度尺寸检测，可以选2D（固定位置检测）或者线激光；在同一个需求，有2款或者多款相机可以选择的时候，就需要考虑成本。