背景知識
隨著機器視覺技術的蓬勃發展，工業自動化檢測方案也進一步升級。傳統的2D圖像分析技術主要提取灰度圖的特征信息來對物體進行X_Y平面的測量，在對物體的高度、厚度、曲率、體積等三維參數進行檢測往往受到較大限制。為了獲取更豐富的物體信息，近年來3D視覺技術成為業界的關注焦點。常見的3D視覺方案包括雙目立體視覺技術、時間飛行法、激光三角測量、結構光3D測量技術。其中，結構光3D測量方案較于前兩種方案具有快速、高精度等優勢，因此也成為工業檢測領域所選定的3D檢測方案。
方案解析
結構光3D測量技術是一種非接觸式主動光學三維測量技術，該技術基本原理是通過投影一束編碼光到待測物體表面，當物體表面形貌發生變化時，編碼光的分布將受到物體高度的調制，再利用相機獲取物體表面圖像，并對獲取的圖片進行解調從而恢復包含物體高度信息的3D形貌。根據光源的不同，可分為點結構光三角測量技術、線結構光光切測量技術、面結構空間光調制技術，其中面結構空間光調制技術對光源進行面陣編碼，在測量過程中具有大數據數、快速、高精度以及強魯棒性等優點。
結構光3D檢測方案，主要由計算機、光源、相機三部分構成，如圖所示：
-16384479111.jpg)
結構光3D檢測方案
錫膏版的3D重構
-16384592577.jpg)
光照示意圖
實現功能
該方案利用光柵技術產生正弦條紋光投射至物體表面，實現物體3D形貌重建，達到高度測量、形貌缺陷檢測等目的；通過調整光源的類型和系統參數，可將測量物體范圍從漫反射物體擴展到鏡面反射物體，實現鏡面物體表面平整度快速、高精度檢測。
-16384475141.jpg)
鏡面檢測系統示意圖
鏡面檢測效果圖
通過柵格結構光傾斜照射在鏡面物體表面，遇到不平整的工件表面時，線條會發生彎曲，由于斷差柵格線條會產生變形，根據柵格的彎曲幅度和斷裂的量可以計算工件的起伏和斷差。測試效果圖如下：
鏡面工件表面測試效果圖
優勢特征
（1）、檢測鏡面反光材料表面的平整度；
（2）、搭配CCTV鏡頭或遠心鏡頭使用，柵格線寬和線距為0.05mm*0.05mm，可達到對鏡面亞微米級別的檢測要求；
（3）、光源類型豐富，包括二值條紋光、點陣光等，可根據測量場景對光源的編碼要求進行定制；
（4）、光斑邊界清晰，亮度均勻，可實現精準照明。
應用領域
（1）、工業領域：產品缺陷檢測、表面平整度檢測、工業測量、逆向工程等。例如對硅晶片進行檢測和分類；測量硅片的曲率、鏡面；汽車表面噴漆質量檢測；檢測風力電機剎車、齒輪、焊縫；航空發動機葉片形貌重構等；
（2）、生物醫學領域：牙齒3D掃描、人體器官3d模型重構等；
（3）、文物保護領域：文物3D信息無損采集，古建筑3D掃描復原、文物數字化保存和展示等；
（4）、娛樂消費領域：3D人臉識別、影視制作、人體3D測量、虛擬現實、機器人視覺等方面。
