西克工業圖像處理技術：2D 與 3D 機器視覺對比
http://www.moduwu.com 2025-07-10 10:07 來源：
行業聚焦
工業圖像處理解決方案讓機器“眼觀六路”，從而通過機器視覺解決方案輔助甚至徹底取代人工檢測任務。這項技術在眾多行業和應用中服務于生產流程的自動化。
人們經常會有這樣的疑問：究竟是需要 2D 機器視覺解決方案還是 3D 機器視覺解決方案？按需選擇才是關鍵——本文將探討這一問題，并提供正確使用該技術的操作指南。
工業圖像處理領域近年來已取得顯著的技術進步，相關解決方案的成本也在不斷降低，因此在經濟上更具可行性。這些解決方案具備顯著提升工業應用效率的潛力。日益激烈的競爭壓力、專業人才的短缺、高標準的質量要求，以及在更短周期內生產定制產品的需求，使得生產自動化成為一個急需實現的目標。相應的技術解決方案是借助光學傳感器和圖像處理技術來執行質量管理等任務，或將坐標和位置數據傳輸給機器人。
強大的圖像處理技術能夠實現對物體的實時采集與分析，這不僅有助于提升產品質量、降低缺陷率，還能優化生產流程。其他優勢還包括提高產量、吞吐量，增強客戶滿意度，以及減少資源消耗。
2D 機器視覺技術：什么是 2D 視覺？
2D 機器視覺解決方案是許多工業自動化流程的基礎。2D 技術的一大優勢在于能夠可靠識別不同形狀物體表面的圖案和對比度，并準確識別異常和缺陷。2D 解決方案主要用于需要對比度差異信息的場景，目前應用十分廣泛。2D 機器視覺具有直觀性和高度靈活性：可使用不同類型的光源來優化視覺解決方案的性能，從而使 2D 機器視覺傳感器能夠準確捕捉目標物體的特定屬性。
工業領域中的 2D 視覺應用
借助簡單易用的軟件，這些解決方案可輕松集成到機器和設備中，且操作簡便。其堅固耐用且適應性強，非常適合要求嚴苛的工業環境及以下任務：
•完整性檢查與裝配檢測
•缺陷識別
•異物檢測
•物體檢查與分級
•代碼讀取與標簽檢測
結論：2D 機器視覺解決方案的優勢在于使用簡便、成本效益高、功能多以及易于集成到現有流程中。然而，該技術僅限于不需要深度信息的應用場景。
3D 機器視覺概述
借助深度感知能力，3D 機器視覺解決方案能夠提供物體幾何形狀的詳細圖像。物體的形狀或顏色對應用沒有影響。3D 解決方案主要用于需要高度差異信息的場景。與 2D 技術不同，3D 技術的目標是采集物體的形狀和空間排列。主要可以區分以下技術：
•掃描技術：此類技術通過使物體穿過測量范圍或移動相機經過物體來采集物體的 3D 輪廓圖像。這種方法需要實現恒定或可控的運動，例如可通過編碼器實現。
•快照技術：這類技術只需一次拍攝即可生成細節豐富的 3D 圖像。無需移動物體或相機，但生成的圖像通常不如掃描技術準確。
3D 機器視覺——各類技術詳情
激光三角測量法
一束激光被投射到物體上，由相機記錄反射光。通過測量反射激光線在相機傳感器上的位置，可計算出物體的高度位置。攝像機按順序記錄反射光，并根據所采集的輪廓生成物體的三維圖像。
基于時間飛行原理的技術
這種快照技術通過測量光束到達目標并返回所需的時間，實時生成三維圖像。基于時間飛行原理的技術特別適用于大視野和工作距離超過半米的應用場景。
立體視覺技術
這種快照技術的工作原理類似于人類視覺，通過組合兩個不同位置的 2D 圖像來實現。它非常適合大視野應用場景及在戶外環境使用。通過額外的光源將圖案投射到物體上，可進一步提升測量精度。
3D 機器視覺應用領域
3D 圖像處理適用于需要準確測量和詳細分析的質量管理及機器人視覺應用場景。具體包括：
•完整性與裝配檢測
•缺陷識別
•異物檢測
•測量
•物體分級與分揀
•物體定位
•機器人/抓手控制
結論：3D 圖像處理的一大優勢在于能夠獲取物體的詳細三維圖像。這對于注重深度、體積和準確測量的應用場景而言具有決定性意義。
SICK 的視覺解決方案組合
SICK 可根據客戶需求和任務復雜程度來提供合適的解決方案。從單個視覺傳感器到針對圖像處理傳感器的特定應用系統，再到機器視覺的數字解決方案和服務：SICK 的視覺產品組合涵蓋工業圖像處理的各類相機和解決方案。無論使用 2D 還是 3D 相機：SICK Nova 軟件平臺均支持快速、輕松地配置視覺應用。根據任務設置和應用領域，SICK 提供一系列前沿的解決方案及完善的咨詢服務，為您所面臨的特定挑戰找到合適的機器視覺解決方案。
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