Áreas de aplicación típicas de las cámaras 3D:
1) Detectar obstáculos y realizar navegación "manual" para vehículos autónomos (como carretillas elevadoras) en entornos industriales
2) Operaciones de recogida de piezas o agarre de cinta transportadora controladas por robot-
3) Realizar detección de presencia/ausencia, incluso cuando los objetos en contenedores/cajas prácticamente no tienen contraste en comparación con el fondo, lo que permite la inspección y el recuento.
4) Inspección de posición y presencia/ausencia de componentes en placas de circuitos
5) Medición de volumen de varios objetos, etc.
Tecnologías 3D populares
Las tecnologías más utilizadas en el procesamiento de imágenes 3D incluyen:
1) Visión estéreo y luz estructurada
2) Triangulación láser
3) ToF (tiempo-de-vuelo)
Visión estéreo y luz estructurada
La visión estéreo funciona según el principio de la visión binocular humana. Se utilizan dos cámaras para grabar dos imágenes 2D de un objeto. Al grabar la misma escena desde dos posiciones diferentes, se sintetiza una imagen tridimensional-utilizando información de profundidad basada en el principio de triangulación.
La visión estéreo utiliza datos de imágenes de dos cámaras de matriz 2D estándar para proporcionar valores de profundidad para una escena. Las imágenes se ajustan en función de las posiciones de la cámara y la información geométrica aplicada. Después del ajuste, un algoritmo de coincidencia busca puntos correspondientes en las imágenes izquierda y derecha para crear un mapa de profundidad de la escena.
La distancia de trabajo de este método depende de la línea base (la distancia entre las cámaras) y, por tanto, varía según la aplicación.
Una forma de mejorar el rendimiento de un sistema estéreo es agregar luz estructurada a la solución estéreo. Al utilizar una fuente de luz para proyectar patrones geométricos brillantes en la escena, se puede mejorar la precisión de las mediciones, reduciendo significativamente los defectos de imágenes estéreo causados por superficies homogéneas y poca luz. Al calibrar el proyector y la cámara, incluso es posible eliminar la necesidad de una segunda cámara.
La visión estéreo puede lograr una alta precisión. Las superficies difíciles no afectan significativamente la visión estereoscópica, pero siempre requieren que el objeto tenga una pequeña cantidad de marcadores de referencia o patrones aleatorios. Esto significa que esta tecnología generalmente no-es adecuada para su uso en entornos de producción. Las aplicaciones típicas de la visión estéreo incluyen: tecnología de medición de coordenadas, medición 3D de objetos y espacios de trabajo en sistemas industriales, de servicios o robóticos, y visualización 3D de espacios de trabajo peligrosos o inaccesibles. Los sistemas estéreo también son muy-adecuados para su uso en sistemas de medición al aire libre, como medir e inspeccionar troncos de árboles en aserraderos.
Sin embargo, si se aceptan una alta carga de procesamiento, trabajos de instalación complejos y costos más altos, la visión estéreo también es adecuada para aplicaciones industriales de medición de objetivos cuando se agrega luz estructurada.
Triangulación láser
La triangulación láser combina el uso de una cámara 2D y una fuente de luz láser. En este proceso, el láser proyecta una línea o un punto en la escena delante de la cámara.
La línea o punto láser aparece en el objeto frente a la cámara y es grabado por la cámara 2D. Si la cámara se mueve a través o junto al objetivo (p. ej., a través de una cinta transportadora), la distancia entre el objeto medido y el sensor cambia, y el ángulo de visión de la línea o punto láser cambia con su posición en la imagen de la cámara. Así, mediante cálculos matemáticos, la distancia entre el objeto y la fuente de luz se puede calcular a partir de las coordenadas de posición en la imagen.