线激光3d相机原理？

在传统工业机器的视觉中，2D指X方向加Y方向，然后3D视觉自然增加了Z方向。目前我接触到的公司产品是3D激光轮廓仪，又称3D激光三角测距法采用激光传感器、线激光传感器。

1.3D相机工作原理

在传统的2D在视觉上，最基本的解决方案是相机、镜头和光源。根据客户的需求和现场生产环境，通过一些公式计算相机和镜头，最后根据客户的成本需求选择最合适的相机和镜头。最终的光源是整个解决方案中更困难的一点。根据客户测量的不同对象选择合适的光源，以确保清晰的成像。你可以看到，2D对工程师的视觉要求较高，要有丰富的项目经验，有一定的光学和软件知识，而3D相机比较简单。

一般3D相机将集成在一个框架中，不像2D像这样区分视觉系统。这里我放一张基恩士最新的3D给大家看激光轮廓仪：

基本上目前市场上的3D激光相机是这样的，集成了激光发射器、镜头和感光芯片。让我们谈谈3D相机工作原理。

在3D在相机中，激光发射器取代了光源。通过复杂的光学系统设计，激光发射器发出的激光会形成一条直线，激光投射到物体表面会形成反射。在光学系统的设计下，反射光会被镜头捕获，最后通过镜头反射到感光芯片上。因此，3D激光发射器、镜头和感光芯片是相机内部最重要的三个部件，同时添加一些FPGA或者ARM用于图像处理，如图像算法和图像滤波器。一般来说，激光发射器需要优秀的光学工程师来设计。例如，不同镜头反射的激光也会有不同的效果；镜头基本上是我们看到的正常镜头。感光芯片通常选择高精度CMOS芯片。

一般来说，我们称激光方向为X方向，即激光线定义为X轴，高度为Z方向。通过静态照片，我们可以得到X和Z对于两个方向的数据，我们通常我们通常把运动方向记录为Y方向，也就是说。我们可以通过移动相机或移动物体，让相机持续拍照，形成连续的Y方向数据，最后组合在一起，我们需要3D数据了。

2.3D相机的测量原理

让我们来看看3。D激光相机测距原理，我公司采用激光三角测距法，由于激光三角测距法精度高，抗干扰能力强，一般工业领域广泛采用。此外，还有许多测距方法，主要分为被动测量和主动测量两类。被动测量分为单视觉、双视觉和多视觉；主动测量分为结构光法，TOF激光三角测距法飞行时间法。TOF飞行时间法也是常见的3D光学测距法主要用于手机领域，如手机人脸识别，因为TOF飞行时间测量范围较大，可达20米至30米，更适合手机领域AR/VR交互。

我就不细说激光三角测距法了，因为网上信息太多了，百度可以直接搜索激光三角测距法的原理。

3.3D一些技术参数主要用于相机

在与客户的接触中，客户经常会咨询一些硬件参数。我在网上发现了3D视觉数据真的很少，所以整理得很好。

在2D在视觉上，会有很多专业术语，如视场、分辨率、重复精度等，3D视觉上也是如此。

在3D视觉上大致有以下术语：

●视野范围/视场（FOV）

指传感器激光线在一定工作距离下能扫到的最大宽度。D视觉上，视场一般有两个值，即X方向*Y方向，而3D视觉只有一个值。一般来说，激光线的长度是传感器最佳工作距离下的长度。注意工作距离下的长度。毕竟，激光发射形成光表面，理论上是无限长的。

此外，3D相机还分为近视场、中视场、远视场。

●测量范围

从近视场到远视场的距离传感器。这个概念有点像2D视觉景深，即Z轴可以清晰地成像范围。

●工作距离

传感器下表面与被测物体表面之间的距离。这里的传感器是指相机，每个相机的工作距离不同，一定要记住工作距离，否则选择相机发现客户现场安装高度不能满足相机的工作距离要求，所以你的早期准备工作都被浪费了。

●分辨率

最小尺寸的传感器可以识别。图像传感器通常是CMOS芯片的晶圆尺寸与感光元件有关。

●线性度

又称精度、直线度。一般指Z线性度，是偏差值(参考值与测量值的差值)与测量范围的比值。

●重复精度

又称重复性。是指重复扫描被测物体4100次后的最大偏差值。

●垂直分辨率

最小高度可以测量

●水平分辨率

最小宽度可以测量

●运动方向

运动方向上还有几个术语:

1.线间距：反映传感器接收到的触发信号间隔。该参数与编码器信号或外部信号频率有关。例如，如果1000个脉冲为10mm，则信号间隔为1微米。

2.扫描频率（HZ）：传感器可以在单位时间内获得3D轮廓线的数量反映了当前传感器配置下的处理极限。例如，2K也就是说，一秒钟最多可以跑2000条线。这个参数也是客户经常问的参数。一般扫描范围越大，曝光时间越长，扫描频率越低。该参数还分为全扫描频率和ROI扫描频率。

3.公式:最大扫描速度:=扫描频率*线间距。假设我这里有1000个相机扫描频率，线间距1um，那么一秒他最快只能扫1秒mm，若被测物体长1cm，然后我需要扫描至少10秒才能扫描物体的长度。一般来说，相机的最大扫描频率是固定的，因此只能改变线间距。线间距与编码器或外部信号有关。也就是说，如果你想加快扫描速度，你只能增加编码器的信号，即使物体或相机移动得更快。然而，过快的速度也可能导致缺乏数据细节，导致一些缺陷未被捕获。

3D在扫描玻璃等透明物体时，视觉效果往往很差，因为玻璃可以直接让激光透射，导致CMOS芯片难以成像，另一个问题是多重反射，也会导致成像错误。

此外，3D视觉也会遇到视觉阴影问题，即相机扫描角度的原因，会出现视觉盲区。

目前学术界的计算机视觉和3D视觉非常热衷，越来越多的新技术开始出现，并开始弥补上述缺点。据我所知，这些问题现在已经有了一个可行局方法，可以实现。以上是一般的总结。