3D視覺(jué)-異物檢測

一 總體思路與流程

明確目標與閾值

定義“異物”的幾何與光學(xué)特征：如高度/體積/形狀/對比度閾值；對透明/膠層類(lèi)，還需定義層間異常判據。

設定可量化指標：檢出最小尺寸（如≥0.3×0.3×0.3 mm）、誤報率、漏報率、節拍與穩定性要求。

傳感器與成像策略匹配

高反光金屬/亮面：優(yōu)先藍色線(xiàn)激光輪廓；透明/多層：優(yōu)先線(xiàn)共焦；大視野/遮擋/多面一次成像：優(yōu)先快照式結構光（雙目+LED）；超長(cháng)工作距離/大場(chǎng)景：考慮ToF（精度較低）。

標定與數據準備

完成相機-投影儀/系統標定，統一坐標；采集OK/NG樣本用于閾值設定或AI訓練；對運動(dòng)場(chǎng)景確保硬觸發(fā)/編碼器同步。

算法與判定

規則法：平面擬合差分 + Blob分析 + ROI統計（高度/峰谷/體積閾值）；對復雜紋理/背景切換，使用AI異常檢測

聯(lián)動(dòng)與治理

與PLC/機器人聯(lián)動(dòng)實(shí)現剔除/報警/追溯；建立數據存檔與版本化模型管理，支撐持續迭代。

二 技術(shù)路線(xiàn)與相機映射

說(shuō)明與要點(diǎn)

線(xiàn)激光三角測量適合高精度、短距離與高反光表面；快照式結構光適合一次成像/大視野/多面；線(xiàn)共焦適合透明/高亮與深孔臺階；

ToF適合大視野/長(cháng)距/低成本但對精度要求不高。LMI提供線(xiàn)激光、線(xiàn)共焦、快照式全棧傳感器，并可在GoMax/PC上完成AI訓練與部署，適配上述全場(chǎng)景。

三 選型步驟與關(guān)鍵計算

步驟

明確工件與異物特征：材質(zhì)（高反/透明/黑色）、最小尺寸、允許Z向閾值、節拍。

確定成像方式：高反→線(xiàn)激光；透明→線(xiàn)共焦；大視野/多面→快照；長(cháng)距/大場(chǎng)景→ToF（若精度允許）。

匹配傳感器家族：按精度/速度/視野在線(xiàn)激光、線(xiàn)共焦、快照式之間取舍。

設計光路與安裝：工作距離、視角、遮擋評估；必要時(shí)多傳感器組網(wǎng)拼接。

完成標定與數據策略：系統標定、OK/NG樣本采集、離線(xiàn)驗證。

算法與判定：規則法優(yōu)先，復雜背景引入AI異常檢測；定義峰-谷/體積/形狀多維閾值。

關(guān)鍵計算與校核

速度校核（線(xiàn)掃）：最大掃描速度Vmax = 掃描頻率 × 線(xiàn)間距；若產(chǎn)線(xiàn)速度為v，需滿(mǎn)足線(xiàn)間距 ≤ v，否則會(huì )漏采。

分辨率與最小可檢尺寸：由X向分辨率/點(diǎn)距與Z向分辨率/重復性共同約束；異物需≥傳感器可分辨尺寸且在Z向超出閾值。

精度/重復性：以廠(chǎng)商給出的Z向重復精度與線(xiàn)性度評估是否滿(mǎn)足NG判定置信度（結合多次重復測量與溫度/振動(dòng)穩定性驗證）。

四 優(yōu)缺點(diǎn)對比與落地建議

線(xiàn)激光輪廓

優(yōu)點(diǎn)：對高反光金屬成像穩??；精度高、節拍快；工程集成成熟。

缺點(diǎn)：對透明/深腔與強鏡面反射有局限；需運動(dòng)掃描，遮擋敏感。

建議：手機中框/電池倉等小件高反異物、在線(xiàn)高速檢測優(yōu)先選用。

線(xiàn)共焦

優(yōu)點(diǎn)：透明/多層與高亮表面穩??；同軸光路抗遮擋；可輸出多層3D+2D強度。

缺點(diǎn)：速度/成本相對高；對大視野覆蓋需多站位或掃描。

建議：折疊屏膠層、玻璃蓋板、層間夾雜/氣泡等優(yōu)先選用。

快照式結構光

優(yōu)點(diǎn)：一次曝光獲取全場(chǎng)點(diǎn)云；大視野/多面一次成像；機器人走?；蜢o態(tài)工位皆可；500萬(wàn)像素提升XY分辨率。

缺點(diǎn)：通常精度/分辨率低于線(xiàn)掃；對強振動(dòng)/高速運動(dòng)敏感（需短曝光與穩定支撐）。

建議：白車(chē)身/動(dòng)力總成/大型部件、多面/深腔件一次成像與機器人隨機抓取引導。