随着科技不断发展和机器视觉行业需求的进一步细化，部分2D解决方案已经不能满足复杂场景的检测需求，因此，3D视觉检测方案应运而生，成为智能制造行业的新宠。近两年广受关注的线共焦成像解决方案，更是以高精度、可测量多层/透明/半透明/高反光/镜面物体等优势得到工业检测用户关注和青睐。

线共焦成像原理

线共焦成像技术是一种基于横向色相差的光学检测方法，该方法将传感器中的发射器发出的白光分成连续的波长光谱。每个波长都聚焦在距传感器一定距离的被测表面上，以形成垂直焦平面。该技术适用于单点和多点几何的同轴设计及线几何的离轴设计。

线共焦传感器优势

线共焦传感器可同时生成具有超大聚焦深度的3D，2D 和断层图像。传感器适合测量高反光，镜面，透明，弯曲，倾斜， 高对比度，柔性，易碎和多孔的材料，甚至可以测量透明涂层的厚度和气隙。

线共焦传感器应用

· 锂电行业

案例一：电池盖板外观检测

方案背景难点：在锂电池高精度测量应用上，安全阀的微细刻痕与其覆盖的塑料膜之间的紧密距离是一项很大的挑战。传统的线激光轮廓传感器在穿透这层塑料膜以精确扫描刻痕时，因为折射等原因测量很难达到效果。这一局限性凸显了对更先进测量技术的需求，以便能够在不影响材料完整性的前提下，捕捉到电池安全组件上至关重要的部分的微观特征。

检测内容：作为检测的重要环节检测电池盖板安全阀部分表面的膜及膜下的圈环状刻痕、塑料膜平整度、底部刻痕有无、底部刻痕深度、底部刻痕完整性。

方案和结果描述：利用LMI Gocator 5512相机的先进3D扫描技术，能够精确捕捉双层点云结构，同时确保刻痕的清晰可辨。这种高性能的成像解决方案在细节重现上表现卓越，为质量控制和检测工作提供了强有力的技术支持。

案例二：顶盖极柱焊接检测

方案背景难点：在精密焊接质量检测领域，焊缝尾部偶尔会形成光滑的凹陷区域。这种现象对传统线性或平面结构光成像系统构成了特殊挑战，因为这些区域的高反射率会干扰光线的正常传播，进而影响点云数据的完整性和精确度。这一问题突显了在高光泽表面检测中，采用先进成像技术以获取高质量点云数据的重要性。

检测需求：检测电池电极处的圆形焊缝。焊缝均匀性（焊缝需要均匀无间断，以确保电流的稳定传输）、缺陷检测（需要仔细检查是否存在裂纹、气孔或其他缺陷，这些都可能影响电池的性能）

检测结果：采用LMI Gocator 5512高精度3D扫描相机进行拍摄时，由于视野不够，采用了多次扫描后再基于HALCON的3D数据拼接技术，即便是在光滑凹坑区域，该设备也能够实现出色的点云重建效果。这种先进的成像技术优化了数据采集过程，确保了即使在反射率高的表面也能获得高质量的三维重建结果。这一突破性的技术展示了在复杂表面特征捕捉方面的显著进步，为精密测量领域带来了革命性的影响。

案例三：锂电池极片打孔检测

方案背景和难点：在锂电池电池极片生产过程中，采用了越来越多的视觉设备进行在线检测技术，可有效识别产品的制造缺陷，消除不良产品，同时及时反馈给生产线，进而自动或手动调整生产过程，达到降低不良率的结果，主要的缺陷有极片涂层均匀度、厚度检测，异物检测和极片表面打孔的检测，其中表面打孔由于孔很小，分布密集，精度要求高，肉眼都无法分布识别，但是打孔的质量对锂电池的性能影响非常大，因此对极片打孔的孔深，孔径和孔间距的检测就非常重要也是很大的挑战。

检测对象：被测物如图示：检测电池极片表面的打孔，孔深30µm,直径：60µm。

检测要求：1.获取表面3D点云；2.检测孔深；3.检测孔直径；4.检测孔间距离；5.精度要求：1µm。由于精度要求比较高，分别选择线激光和线光谱做对比测试后，选择性能更高的G5512方案。

下图分别是两个相机的测试环境，传感器均为水平安装，运动平台都是高精度大理石平台。

算法概述：1.获取点云数；2.提取某个孔,对附近基准面区域的高度做平均，求取孔位置区域的最低点，然后计算两点的高度差获得孔深；3.使用步骤2，计算3个孔的孔深；4.静态10次测试，统计重复性。

成像效果对比

· 线激光G2610成像效果

· 线光谱G5512成像效果