3D 机器视觉

3D 机器视觉是一种光学技术，可快速准确地获取物体的物理细节。利用数字化 3D 扫描数据，可以提取任何物体的尺寸（包括表面积、体积和特征尺寸）。结构光是一种 3D 扫描方法，主要原理是将一系列图形投影到物体上，并通过摄像头或传感器检测这些图形的失真情况。然后利用图像处理和三角测量算法将这些失真转换为 3D 点云。该点云可直接用于分析物体或轻松导出为多种 CAD 建模格式。

TI DLP 技术可实现适用于高分辨率便携式应用的可编程结构光解决方案。DLP 系统可以实时生成高度精确的非接触式 3D 数据，从而实现 3D 机器视觉。

特性和优势

• 高达 32 kHz 的快速、可编程图形速率
  • 实时获取移动物体的 3D 扫描数据。
  • 使用自适应图形集优化多个物体和环境的扫描速度和精度。
• 精确捕捉深度
  • 实现低于 μm 级的测量精度。
• 使用可靠的反光 MEMS 微镜的数字开关
  • 几乎不受色彩和环境影响，随时间和温度的变化保持性能不变。
• 通过 LED、激光或灯泡主动照明
  • 多种波长可扫描各种材料。
  • 实现出色的弱光性能。

示例应用

• 工厂自动化
• 工业机器人
• 医疗成像
• 牙科扫描/口腔内扫描 (IOS)
• 工业计量
• 生物识别

图 1-1 安装在机械臂上的 3D 扫描仪

评估模块

通过选择广泛的评估模块 (EVM) 评估 DLP 技术，从而缩短设计周期。我们的 EVM 产品系列可实现 DLP 技术的分辨率、亮度、图形速度和可编程能力的完美组合。

TI 提供免费软件和固件下载，使开发人员可以通过基于 USB 的应用步骤编程接口 (API) 和易于使用的图形用户界面 (GUI) 轻松地创建、存储和显示高速图形序列。

要查找 EVM，请访问：

• 高速可见光：设计与开发
• 近红外光：设计与开发

系统方框图

适用于 3D 机器视觉的 DLP 解决方案如图所示。DLP 技术通过提供单一或多个摄像机 3D 图像捕捉支持 3D 机器视觉功能。该系统将 DMD 用作空间照明调制器，搭配 DMD 控制器实现微镜的高速控制。TI LED 驱动器可为 DMD 提供照明以投影图像。从电源管理到支持系统的嵌入式处理器，TI 丰富的产品系列提供了完整的系统解决方案来打造理想的 3D 机器视觉设计。

图 1-2 系统方框图