3D视觉产品提供了2D视觉不能获取的高度信息，给很多检测需求带来了可行性，诸如相对高度，体积计算，物体表面平面度和厚度测量以及机器人的无序抓取等等，从而开拓了视觉的检测领域，也大大的刺激了3D技术的革新。随着3D视觉越来越成熟，在发展的过程中，涌现出了很多种原理的新技术产品，其中主要有：激光三角测量原理、时间飞行原理（TOF）、结构光原理以及双目视觉原理。

SICK作为全球性的为工业领域提供完整解决方案的专业传感器供应商，亦深耕3D产品多年，为需求市场也带来了一系列出色的3D产品和解决方案。

（SICK 3D相机原理示意图）

下面我们来聊一聊SICK 3D机器视觉原理和其对应的产品与应用。

激光三角测量原理

激光三角测量原理是测量系统向物体投射一条光束，由于物体表面高度的不同，导致相机接受到的光束在图像上的行数不同，从而根据变换关系获取激光线表面高度信息（即剖面数据）。通过测量系统与物体的相对移动，完成不同位置的剖面收集，进而拼接生成3D图像。

SICK 3D激光三角测量的系列产品及特点：

1. Trispector/TrispectorP

2. RulerX/RulerXC/RulerXR/Ruler3000系列（一体式3D相机）和Ranger3系列（分体式3D相机）

典型使用场景如下：

时间飞行原理（TOF）

时间飞行原理（TOF）是通过发射光脉冲（一般为不可见光，即红外光）到被观测物体上，然后物体反射回的光脉冲被相机捕捉。通过探测光脉冲从发射到接收之间的飞行（往返）时间来计算相机与被测物体之间的距离。

SICK 时间飞行(TOF)的相关产品系列产品及特点：

1. Visionary-T：

2. Visionary-T Mini：

客户受益：

✅ 紧凑型外观设计

✅ 过滤可提高数据质量，提高表现性能

✅ 易于设置和配置，适用于广泛的应用

✅ 基于AppSpace平台开发各种应用APP

典型使用场景如下：

1. 防碰撞：

检测地面上的物体，例如显示的载人叉车或起重机

2. 码垛和拆垛：

检测可用和占用区域，以控制和优化托盘处理解决方案

3. 物体检测：

用于在高架仓库装卸任务中检测托盘的准确位置，以及AGV小车的拾取位置

4. 机器人引导：

检测自动取放应用的盒子位置和可放置空间位置

5. 自动行李托运：

在自动落袋柜台检测袋子的体积；在图中，由于没有按下箱子的把手，因此超出了允许的尺寸

6. 质量检查：

通过将图像与预定义模型进行比较以识别不适当的状况，从而检测不良偏差；在图像中，座椅上有一把螺丝刀

结构光原理

结构光原理是向物体投射出黑白相间的结构性光束，这些光束由于物体表面形状的不同而产生变形，表现在图像中则是结构性光束发生了变形和扭曲，即高差变化和不连续，高差变化的程度用于计算深度，不连续则显示出了物体表面的物理间隙，进而计算出物体的位置和深度等信息，最终复现三维空间。

SICK的Visionary-S系列硬件使用2个IR相机和1个RGB相机。将结构光照明与成熟的彩色摄像技术相结合，实时提供彩色深度图像（即包含三维坐标和RGB信息的点云数据）。使用多相机不同角度拍摄场景的两幅图像叠加在一起，使复现的图像更准确，质量更佳。

SICK 3D结构光的系列产品及特点：

Visionary-S系列：

典型使用场景如下：

1.商品尺寸标注。可以使用 3D 快照图像对货物进行静态测量

2. Bin-Picking：3D 摄像头为机械臂定位提供数据

3. 码垛和卸垛

4. 港口：集装箱定位

双目视觉原理

双目视觉原理根据通过两个镜头平行拍摄物体，并将影像叠合，处理单元根据已知的焦距和镜头之间距离推算出物体与传感器之间的深度信息，类似人眼感知物体距离的原理。后续又发展衍生多目视觉系统。

通常分为如下过程：

传感器头捕获原始 3D 数据，评估单元以类似于大脑的方式进行编程解读，以分析和处理传感器头所看到的内容，并解析创建出深度图像。这种工作原理使得SICK先进的Visionary-B 特别适合作为户外应用的 3D 系统。

SICK 3D双目视觉的系列产品及特点：

Visionary-B系列：

典型使用场景如下

港口和起重机

• 引导容器拣选

• 存在检测

• 驾驶辅助和碰撞警告

矿业

• 驾驶辅助和碰撞警告

• 自动转向

建筑工地

• 支持 3D 站点管理

• 挖掘期间的支持

• 驾驶辅助和碰撞警告

• 物体和车辆监控

农林

• 液位监控

• 线路引导

• 料堆检测

• 驾驶辅助和碰撞警告