3D成像组件和应用程序的软件基础

3D机器视觉中组件产品的增长，相关软件产品也随之扩展。提供3D图像的机器视觉组件需要用于创建和处理3D数据的专用软件，以及用于3D成像实现的专用任务（例如度量衡，检查和制导）的应用程序软件。随着3D机器视觉中的组件产品和功能的增长，市场上该技术和相关软件产品的潜在用例也在扩展。

图像形成和系统配置

大多数用于机器视觉的3D成像组件系统都包含专用的软件驱动程序，该驱动程序执行图像的采集并将原始2D灰度信息转换为3D图像和数据（值得注意的例外是飞行时间相机，其中像素数据是深度信息）。实际上，取决于组件，成像功能可以在成像系统本身上，在主机上或在两者上进行。

这项工作绝非易事，涉及一个或多个摄像头的控制，这些摄像头通常与设备所采用的3D成像技术特有的光源紧密集成并校准到该光源。在某些情况下，必须采集多张图像，并根据技术将摄像机/物体移动或静止，并进行组合。可用于分析的所得3D图像数据因组件而异，但可能会包括点图（或点云）或深度图，以及经过校正的灰度，RGB或其他3D数据集的2D图像。

除了执行图像形成的低级软件外，大多数3D组件制造商还提供图形化前端（HMI），该图形化前端有助于系统的重要配置，有时还提供校准功能。组态软件应用程序通常会附带一个软件开发工具包（SDK），为希望使用该组件创建自己的应用程序的人提供与图像捕获和系统配置/校准有关的底层编程支持。但是，这些SDK无法解决特定的应用程序。

3D应用软件

工业自动化中3D成像最近增长的关键是使用3D图像完成特定任务的应用软件的激增。尽管精确的图像形成在每个应用程序中都至关重要，但是软件可以驱动自动化环境中的应用程序功能。

针对计量和检查的3D系统通常为软件提供可配置的工具，这些工具可支持几何特征的精确定位，并提供对这些特征及其相互之间的物理关系进行精确测量的手段。该应用软件还可能具有识别非常局部化的变化的能力，以检测微小的缺陷或零件成型不正确。在一些实施方式中，可以使用被检查零件的CAD模型来完成系统的配置或功能的比较。

3D软件中最明显的发展是3D视觉引导机器人技术，特别是3D随机零件拾取。此应用程序用例已被广泛宣传，并且需求量很大。这种软件的艰巨任务包括分割单独呈现的随机对象，以及在校准的3D工作空间中提供可用的位置（姿势），机器人可以使用该位置来抓取对象。可以使用多种执行方法，包括原始特征分析，CAD模型匹配甚至深度学习。另外，这些软件包通常提供与机器人镐相关的其他功能，包括抓地力优化和避免干扰。

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