3D-методы еще более разнообразны, чем 2D-методы. С помощью 3D-сканеров формируется замер, состоящий из трех координат (X, Y, Z), которая затем обрабатывается в контролере.
3D-система технического зрения состоит из лазерного сканера, контроллера (ПК) и ПО. Лазерные системы технического зрения широкого применяются для контроля геометрических параметров изделий, таких как толщина, ширина, длина, сложные формы. Особенностью 3D-систем является получение трехмерной точки (X, Y, Z) напрямую со сканера. Если для 2D-систем обязательно наличие в кадре контрастных объектов, характеристических элементом и особенностей поверхности (например, край, ступенька, отверстие, рисунок, изменение отражательной способности), то 3D-датчики работают с любыми поверхностями. Почему же для задач метрологии и контроля геометрических параметров изделий не везде используются лазерные датчики? Они не намного дороже, чем решения на основе 2D-систем технического зрения. Все дело в специфике в работы.
В 2D-системах стоит задача в точном выделении контура и определении его характеристик. В задаче лазерных 3D-систем стоит задача в точном определении энергетического центра отраженного зондирующего (лазерного) излучения, который формирует на фотосенсоре устройства гауссово (нормальное) распределение интенсивности. Проблема заключается в том, что при любой неравномерности измеряемого объекта (форма, ступеньки, углы, края, отверстия, изменение отражательной способности и т.д.), искажается распределение интенсивности на фотосенсоре, что приводи к неправильному смещению энергетического центра. Это порождает ошибки в измерениях.
В общем случае 2D-системы применяются в задачах с высококонтрастным изображением, а за 3D-системы в случае равномерного изображения или задачах измерения высоты/толщины объекта.
Системы технического зрения на основе 3D делятся на несколько видов:
Лазерный щуп
Лазерный щуп имеет зондирующую подсветку в виде точки (пятна). Наиболее точный метод измерения, но быстродействие составляет не более 30 тыс. измерений в секунду.
Лазерный профилометр
Лазерный профилометр имеет зондирующую подсветку в виде линии (полосы). Имеет среднюю точность и среднее быстродействие.
3D-сканер
3D-сканер на основе структурированного подсвета. Метод позволяет за одни замер оцифровать целую область, которая находится в его поле зрения. Метод наиболее производительный, но самый не точный.
Другие методы
Множество других методов, например, времяпролетные (TOF), интерференционные, на основе низкокогерентной интерферометрии (белый свет), адаптивный контроль фокусного расстояния и многие другие.
