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          3D成像原理-3D成像是如何工作的

          發布時間:2019-05-23
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          近年來,3D成像在工業和消費者應用中變得重要,技術人員利用3D成像技術研發出三維掃描儀、3D相機、等設備廣泛應用于各行各業。 具有3D成像功能的機器視覺系統可以更快,更準確地檢查生產現場的組件。 在消費者領域,3D成像為媒體提供更大的圖像深度。

          3D成像受到最復雜成像設備的啟發:眼睛

          3D成像依賴于立體攝影,我們可以從熟悉的來源觀察:人類視覺系統。 人類看到兩只眼睛略微分開的東西。 除了由例如標準2D電視屏幕再現的水平和垂直信息之外,這允許它們感知深度。

          由于眼睛是分開的,每個人都從不同的角度看世界。 快速覆蓋一只眼睛,然后另一只眼睛,每次都表現出微妙但明顯的角度差異。 人類在視覺中感知的維度來自大腦將不同的圖像組合成一個整體 - 一種稱為視差的現象。

          每個3D鏡頭都使用兩個鏡頭 - 每個鏡頭捕獲的圖像略微偏離另一個鏡頭。 因此,3D圖像包含的信息量是2D圖像的兩倍。 編輯圖像以顯示,同時保持完整的數據保真度。 眼睛不能自己處理兩組圖像:每只眼睛處理它自己的一組圖像。

          左手和右手的圖像在大腦中結合,以再現深度感。

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          如何實施3D成像?

          3D成像可用于廣泛的應用 - 分析,測量和定位部件是最重要的。 然而,為了獲得最佳結果,設計一個具有必要性能和環境約束的系統至關重要。

          可以通過主動或被動方法實現3D成像。 主動系統使用諸如飛行時間,結構光和干涉測量等方法,這些方法通常需要在拍攝環境中進行高度控制。被動方法包括焦點深度和光場。

          在基于快照的方法中,同時捕獲的兩個快照之間的差異用于計算到對象的距離 - 這稱為被動立體成像。 可以通過移動單個攝像頭來實現,但使用兩個規格相同的攝像頭效率更高。

          相比之下,主動快照方法可以包含解釋可視數據的其他技術。 活動快照可以使用飛行時間,通過測量光傳播到目標對象時經過的時間然后返回傳感器,將3D數據編碼到每個像素中。

          另一種產生3D形狀數據的成功方法是激光三角測量。 在激光三角測量中,使用單個相機來從投射到物體表面上的激光圖案導出高度變化,然后觀察這些圖案在從相機角度觀察時如何移動。 即使使用單個相機并且沒有三角測量,通過觀察物體在靠近或遠離相機時如何縮放,仍然可以感知物距。

          根據可用的項目和技術,3D成像也可以以其他方式實現。

          無論采用何種方法,結果都是可靠的可視化數據,可用于提高關鍵流程的性能,尤其是在工業中。

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