3D 取像方式怎么选:结构光、双目与飞行时间

三种方式各自擅长什么
结构光靠投射图案计算深度,近距离精度高,但对强环境光与高反光表面敏感。双目立体属被动测距,依赖纹理与特征,纹理贫乏的表面容易失效。飞行时间测量范围大、帧率较高,深度精度相对粗,适合引导与防撞类应用。
选型要核对的四项条件
- 测量距离与量程是否符合工位布局与安装空间。
- 精度要求,以及工件的反光、颜色与纹理特征。
- 环境光条件,以及粉尘、水汽与温度波动的影响。
- 节拍要求与需要的点云密度,算法耗时同样是节拍的一部分。
常见误选
用高精度方案去做大范围防撞,成本高且视野不够;用低成本方案做精密对位,调试期必然暴露精度不足。忽略工件材质差异也很常见,同一方案换一种表面就失效,选型时要按最差工件而不是标准试块来定。
标定与集成
3D 传感器既要标内参也要标外参,外参通常与机器人的手眼关系一起完成。点云处理集中在滤波、分割、拟合与位姿计算四步,每一步的耗时都会进入整体节拍,需要在方案阶段估算。
验证怎么做
用实际工件与最差表面做验证,记录合格率与失败模式,明确哪些情况下需要复检或人工干预。验收时把失败处理流程一并写清,比只验收精度指标更实用。
如果工位同时需要定位与防撞,可以考虑两种取像方式组合使用,由精度高的方案负责定位,范围大的方案负责安全区域判断。