3D カメラの一般的な応用分野:
1) 産業環境における障害物の検出と自動運転車 (フォークリフトなど) の「手動」ナビゲーションの実行
2) ロボット-制御のコンベア ベルトの掴み作業または部品ピッキング作業
3) コンテナ/ボックス内の物体が背景と比較してコントラストがほとんどない場合でも、有無検出を実行し、検査およびカウントを可能にします。
4) 基板上の部品の位置・有無検査
5) 各種物体の体積測定など。
人気の 3D テクノロジー
3D 画像処理で一般的に使用されるテクノロジーには次のものがあります。
1) 立体視と構造化光
2) レーザー三角測量
3) ToF (飛行時間--)
ステレオビジョンと構造化された光
立体視は人間の両眼視の原理に基づいて機能します。 2 台のカメラを使用して、オブジェクトの 2 つの 2D 画像を記録します。同じシーンを 2 つの異なる位置から記録することで、三角測量の原理に基づいた奥行き情報を使用して 3 次元画像が合成されます。-
ステレオ ビジョンは、2 台の標準 2D アレイ カメラからの画像データを使用して、シーンの深度値を提供します。画像は、カメラの位置と適用された幾何学的情報に基づいて調整されます。調整後、マッチング アルゴリズムが左右の画像内で対応する点を検索し、シーンの深度マップを作成します。
この方法の作動距離はベースライン (カメラ間の距離) に依存するため、アプリケーションによって異なります。
ステレオ システムのパフォーマンスを向上させる 1 つの方法は、ステレオ ソリューションに構造化された光を追加することです。光源を使用して明るい幾何学模様をシーンに投影することで、測定の精度が向上し、均一な表面や低光量によって引き起こされるステレオ画像の欠陥が大幅に軽減されます。プロジェクターとカメラを調整することで、2 台目のカメラを不要にすることもできます。
ステレオビジョンは高精度を達成できます。難しい表面は立体視に大きな影響を与えませんが、オブジェクトには常に少数の参照マーカーまたはランダムなパターンが必要です。これは、このテクノロジーが通常、本番環境での使用にはあまり適していないことを意味します。-ステレオ ビジョンの一般的な用途には、座標測定技術、産業、サービス、ロボット システムにおける物体や作業空間の 3D 測定、危険またはアクセスできない作業空間の 3D 表示などがあります。ステレオ システムは、製材所での木の幹の測定や検査などの屋外測定システムでの使用にも適しています。-
ただし、高い処理負荷、複雑な設置作業、およびより高いコストが許容される場合、ステレオビジョンは、構造化光が追加されたターゲット測定の産業用途にも適しています。
レーザー三角測量
レーザー三角測量では、2D カメラとレーザー光源の使用を組み合わせます。このプロセスでは、レーザーはカメラの前のシーンに線または点を投影します。
レーザーの線または点がカメラの前の物体上に現れ、2D カメラによって記録されます。カメラがターゲットを横切るかターゲットに沿って移動すると（ベルトコンベアなどを介して）、測定対象とセンサーの間の距離が変化し、レーザーラインまたはレーザーポイントの視野角がカメラ画像内の位置に応じて変化します。したがって、数学的計算により、画像内の位置座標から物体と光源の間の距離を計算できます。