图像传感器的应用 3D检测（体积高度）

3D检测（体积/高度）

立体可实现平面无法进行的检测，3D检测的基本原理

视觉系统实施的外观/尺寸检测、定位、OCR字符识别等，可以根据工件表面的浓淡，进行检测和辨别。为了提升其精度，基恩士采用了高像素数的视觉系统，追求镜头及照明最佳化，并导入了预处理功能等技术。但即使是技术发达的今天，图像检测方面仍存在以下课题，有待解决。

上述内容难以根据平面图像进行检测，这些判断必须依赖人眼检测。作为解决这些课题的重要手段，3D图像检测诞生了。3D检测可以检测表面信息和高度，下面将对其进行介绍。

3D检测的优点

2D检测依靠浓淡进行外观及尺寸的检测/辨别，而3D检测则利用包含高度信息在内的（XYZ坐标）条件，实施检测。下面将就2D图像与3D图像的差异，以及导入3D检测的优点进行介绍。

2D图像与3D图像的差异

何谓2D图像

2D图像，是从1个方向进行拍摄的图像数据。预处理功能可以对浓淡进行调整，并发现部件及产品表面的故障。

何谓3D图像

在2D图像中添加高度信息，就可获得3D图像。通过获取XYZ坐标的信息，还可获得高度、体积、截面面积等信息。

导入3D检测的效果　～检测的稳定化～

借助2D图像的检测，会受到工件颜色及图案、表面光泽及照明等环境因素的影响，导致瑕疵及凹陷等的检测不稳定。即使采用浓淡补正、斑点处理、对比度转换等预处理功能，也难以提升精度。导入3D检测后，可以对传统2D图像难以辨别的内容进行自动化检测，稳定检测和工件图案相同的瑕疵，及细微凹陷等。

还能够基于高度辨别及XYZ信息，利用体积及截面面积信息进行检测，大幅扩充视觉系统检测的适用范围。

借助视觉系统的3D检测效果　～检测的高效化～

利用3D测量仪，可实施3D检测。但3D测量仪的检测需离线实施，搬运到测量室的工序和测量作业费时费力。这种测量方式适用于高附加值、少量生产的产品，对于每天生产数成千上万的批量产品，全数检测是不可能实现的。

与之相对的，使用视觉系统/视觉系统系统，就能在线上获取3D信息，可以实现高效的检测。最新视觉系统系统的处理速度，能够支持高速生产线的检测，在维持单件产品生产时间的同时，实现全数检测。在抑制不良品流出、品质提升中发挥效果。

导入3D检测的效果　～削减成本及人工费～

对于此前依赖于目视检测及离线检测的检测工序，可以实现自动化，起到了削减人工费的效果。而3D相机当然能够在拍摄3D图像的同时，获取2D图像（浓淡图像），从而有效削减设备成本。

3D检测的测量原理

基恩士推出了2个种类的测量设备，作为3D检测的解决方案。3D相机XR系列对应于静止工件或节距传送生产线，而超高速轮廓测量仪LJ-V7000系列则支持移动工件、连续传送工序。这使得客户能够根据用途及工件状态，选择富有各自特征的测量原理及功能，实现最佳3D检测。

图案投影

XR系列中采用的是“图案投影法”。从左右2方向高速投影多个条纹图案，通过用超高速CMOS和专用处理器对反射光进行分析，创建3D图像。通过从2方向投影，合成轮廓信息，获取无死角的图像。还可以作为面型相机获取2D（黑白浓淡）图像，能够同时进行2D检测和3D检测的特性，也是其优点之一。

LJ-V7000系列支持大范围测量

XR系列的测量范围为15 mm角至40 mm角（正确来说，在基准距离下时12.5 mm角至35.5 mm角）。因此，适用于电子设备等相对较小部件及产品的3D检测。需要在更大范围内进行3D检测时，建议您使用超高速轮廓测量仪LJ-V7000系列。将通过光切断方式获取的高精度2D轮廓数据，融入到XG-X系列等视觉系统系统中，就能实现包含高度、面积、体积信息在内的3D检测。对于焊接焊缝这种具有一定长度的位置，以及高速移动体，也能进行3D检测。

支持3D图像检测的算法及多样的软件

3D检测同样利用了多种视觉系统技术。视觉系统系统XG-X系列中，通过在拍摄的3D图像中指定检测范围，可以对最小高度、最大高度、凸面积、凹面积、凸体积、凹体积进行测量。首先，将作为高度测量基准的面指定为“起算面”。以该起算面为基准，测量凹凸部分的面积及体积。

基恩士还推出了其他丰富多样的功能，在检测精度提升、设定作业简化方面非常有效。

高速、高容量灵活的视觉系统“XG-X系列”介绍

具体应用

对于许多2D图像无法实现的检测，3D图像就能进行检测。下面将介绍其中的典型应用案例。

检测填焊

利用视觉系统检测表面的方法，难以检测焊锡的表面状态。尤其是随着近年来电子设备小型化、精密化的发展，不仅是视觉系统，目视判断都变得越来越难。导入3D检测后，能够掌握高度、面积及体积信息，从而实现更准确的填焊形状检测。

检测巧克力的个数/缺陷

在食品/医药品行业，3D检测也正在被逐步导入。例如，巧克力这种不存在浓淡差的目标物，难以通过传统2D检测对瑕疵及凹陷等进行检测。但导入3D检测后，就能利用高度等信息，确切检测瑕疵及凹陷。还能同时进行个数计数，有效提高生产效率。

卡号的OCR

检测信用卡时，会受背景中所含照片及插图的影响，难以检测卡号。而利用可测量高度的3D检测，就能利用OCR，对信用卡表面用压纹（凹凸）表示的卡号及有效期限、姓名等，进行正确读取。

大量程线激光传感器 ZLDS202 活塞尺寸测量，就找英国真尚有

发动机活塞轮廓和尺寸测量通常在以下几种情况下需要：首先是在新产品开发阶段，确保设计符合规格要求；其次是在生产过程中，进行质量控制和监测，防止不合格产品流入市场；再次是在维修过程中，通过测量了解活塞的磨损情况，判断是否需要更换。其意义在于保证发动机的性能和寿命，减少故障率，提高生产效率和产品质量。 当前常用的检测方法主要有接触式测量和非接触式测量。接触式测量如使用坐标测量机（CMM），其优点是精度高，但速度较慢且对工件有一定损伤。非接触式测量如光学测量和激光扫描，其优点是速度快、对工件无损伤，但对环境要求较高，如光照和表面反射率等。未来的发展方向包括提高测量精度和速度，开发更加智能化的检测设备，增强系统的稳定性和适应性。 采用线激光扫描仪进行发动机活塞轮廓和尺寸测量具有多方面优势。首先是高精度、高速度，可以在短时间内完成大量数据采集；其次是非接触式，无需物理接触，不会对工件造成损伤；另外，线激光扫描仪可以适应复杂曲面和细小特征的测量需求。测量方案一般包括设置扫描路径、校准设备、数据采集与处理等步骤。 在选择用于发动机活塞轮廓和尺寸测量的线激光传感器时，需要从多个方面考虑。首先是精度和分辨率，这是保证测量结果准确性的基础；其次是扫描速度，影响到测量效率；再者是传感器的适应性，包括对不同表面材质和复杂形状的适应能力；最后，还需考虑系统的稳定性和易用性，以保证在实际应用中的可靠性和操作便捷性。 英国真尚有线激光传感器ZLDS202系列的工作原理是激光三角反射测距法，由传感器发射端发射一束线型激光，投射到被测物的表面，然后接收端捕捉到从被测物表面反射回的反射光，并对其进行处理，以生成高度详细的表面三维图像。在整个测量过程中，完全不需要接

触被测物表面。而且ZLDS202系列线激光传感器拥有多个可选量程，Z轴线性度高达满量程的±0.01%，X轴分辨率高达2912个点，能够获得高分辨率的表面图像，不错过任何细微的变化和特征，特别适合于高精密的表面扫描检测。 英国真尚有ZLDS202线激光传感器具有多项特点，包括广泛的测量范围（从10毫米到1165毫米）、高精度（Z轴线性度±0.01%）、高采样率（最高可达16000剖面/秒）和紧凑的结构设计，适用于静态、动态和机器人等多个应用。传感器可用于测量外轮廓、厚度、高度、深度、边沿、凹槽、角度、圆度、平整度和变形等，被广泛应用于汽车、铁路、机械加工和自动化生产等工业领域。 针对特殊应用，市场上绝大多数品牌不支持定制或者无法小批量定制，有些即使能定制但费用高昂，而英国真尚有持续提供小批量、低成本定制传感器或方案，既满足了项目的特殊要求，又兼顾了低成本，直接促成了多个项目的成功。 总之，线激光扫描仪在发动机活塞轮廓和尺寸测量中的应用，不仅提高了制造精度和效率，也为现代制造业的发展提供了新的技术支持。这种技术的普及和应用将继续推动行业向着更加智能化和高效化的方向迈进。

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