在“智能制造”的概念提出后,，作為人工智能一個重要的分支“機(jī)器視覺”已經(jīng)成為當(dāng)下炙手可熱的技術(shù)之一,。在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中,，中國市場釋放出驚人的機(jī)器視覺技術(shù)及產(chǎn)品需求,，為本土機(jī)器視覺行業(yè)的成長提供了關(guān)鍵驅(qū)動力。
在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中,，機(jī)器視覺一般由工業(yè)光源,、圖像采集單元、圖像處理單元,、圖像處理軟件及網(wǎng)絡(luò)通訊裝置等構(gòu)成,。在自動化工業(yè)質(zhì)量控制和在線檢測領(lǐng)域，2D和3D技術(shù)都具備及其重要的作用,。如何將兩者結(jié)合起來創(chuàng)建一個更可靠,、高效的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)，首先要認(rèn)識兩者的各自優(yōu)勢和應(yīng)用場景。
一,、2D視覺
早在機(jī)器視覺概念被提出的時候,，2D視覺技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
2D視覺技術(shù)原理是根據(jù)灰度及對比度來進(jìn)行參考檢測,，其主要功能是：定位,、檢測、測量,、識別,。當(dāng)前，2D機(jī)器視覺已經(jīng)部署了幾十年,，在某些應(yīng)用場景下表現(xiàn)出色,，具體可分為以下幾項應(yīng)用：
1、二維特征和位置的檢測
2,、二維尺寸檢查
3,、條碼讀取
4、字符識別
5,、標(biāo)簽檢測
6,、某些質(zhì)量檢驗(yàn)流程
7、監(jiān)視和對象跟蹤
8,、有無檢測等
在很多應(yīng)用場景中,，2D視覺存在一些限制。
由于2D視覺無法獲得物體的空間坐標(biāo)信息,，故而不支持與形狀相關(guān)的測量,，諸如：物體平面度、表面角度,、體積,，或區(qū)分相同顏色物體之類的特征，亦或是在具有接觸側(cè)的物體位置之間進(jìn)行區(qū)分,。
因此,，對于對精確度和自動化的要求更高的檢測要求，3D機(jī)器視覺表現(xiàn)了它在視覺檢測上獨(dú)特的優(yōu)勢,。
二,、3D視覺
3D視覺比2D視覺處理具備更高的計算要求。 3D機(jī)器視覺的圖像檢測更接近于人類的眼睛,，能夠借助數(shù)字化3D掃描數(shù)據(jù),，提取一個物體的尺寸，包括：表面積,、體積和形體尺寸,。
相比2D機(jī)器視覺,，3D機(jī)器視覺具有以下幾項優(yōu)點(diǎn)：
① 在線檢測快速移動的目標(biāo)物，獲取形狀和對比度
② 消除手動檢查帶來的錯誤
③ 實(shí)現(xiàn)部件和裝配的100％在線質(zhì)量控制
④ 最大限度地縮短檢測周期和召回
⑤ 最大限度地提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)量
⑥ 對比度不變,，是檢查低對比度物體的理想選擇
⑦ 對較小的照明變化或環(huán)境光不敏感
⑧ 建立大型物體檢測的多傳感器設(shè)置更簡單
目前3D機(jī)器視覺大多用于3C消費(fèi)電子,、新能源行業(yè)、汽車制造,、電子組件和醫(yī)藥產(chǎn)品的檢測,。它能有效提高合格產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，提升產(chǎn)品良率,，從而減少原材料浪費(fèi),、節(jié)約生產(chǎn)成本。
當(dāng)前,，3D 視覺系統(tǒng)可應(yīng)用于多種工業(yè)化場景以及 2D 視覺系統(tǒng)無法提供應(yīng)用所需的性能的場景,。
例如 :
1,、機(jī)器人引導(dǎo)和表面跟蹤
2,、用于放置、包裝或組裝的料箱揀選
3,、對象掃描和數(shù)字化構(gòu)建
4,、厚度、高度和體積測量
5,、尺寸標(biāo)注和空間管理
6,、測量形狀，孔,，角度和曲面
7,、檢測表面或裝配缺陷
8、相對3D CAD模型的質(zhì)量控制和驗(yàn)證
在3D視覺興起之后,，選擇2D視覺還是3D視覺,，成為大家共性困擾的問題。那么在不同場景下,，如何選擇2D視覺系統(tǒng)和3D視覺系統(tǒng)呢,？
如果要測量某些物體的相對尺寸比例，2D視覺完全可以勝任,，但如果需要測量物體的絕對幾何尺寸,，則3D視覺將是唯一選項；在工業(yè)自動化中,，若能夠保證目標(biāo)物體的有序平鋪,，2D視覺通常能夠做得又快又好又經(jīng)濟(jì)，但如果目標(biāo)物體是無序的話,，則必須有3D視覺的優(yōu)勢加持,。
在未來工廠的應(yīng)用中,，2D相較于3D成本更加低，在一些識別類檢測中,，2D依然有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢,，3D視覺不一定能夠解決所有的問題，根據(jù)性價比最優(yōu)的原則,，2D視覺與3D視覺結(jié)合使用會是比較完美的解決方案,。
方案的過程中，針對客戶的實(shí)際的情況,，可采用2D與3D結(jié)合的方案,，以客戶為中心，柔性化定制成本最優(yōu),，性價比最高的解決方案,。
例如，在卷繞方殼電池的制作工藝中,，在進(jìn)行轉(zhuǎn)接片激光焊接機(jī)—焊印缺陷檢測中：
針對于轉(zhuǎn)接片焊后毛刺,、爆點(diǎn)、縫凸起,、爆點(diǎn)缺陷,、凹坑缺陷等，采用 3D檢測軟件,，用基準(zhǔn)面強(qiáng)調(diào)將高度圖像上的爆點(diǎn)缺陷強(qiáng)調(diào)凸顯出來,，采用瑕疵檢測工具檢出缺陷，可穩(wěn)定識別,，精確度高,，節(jié)省大量的人力和物力。
針對于轉(zhuǎn)接片焊縫間距,、焊縫寬度,、焊縫尺寸、斷焊等缺陷,，則采用 2D檢測軟件,；用兩直線距離檢測焊線間距，用塊狀物工具檢測焊縫長度,，使用塊狀物或瑕疵檢測工具,，根據(jù)圖像特征差異檢測焊縫爆點(diǎn)斷焊等焊接缺陷，定制化解決方案,，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定測量,；檢測時間：＜0.5S，定位/檢測精度：±0.05mm,，精準(zhǔn)度高,，有點(diǎn)檢測產(chǎn)品質(zhì)量,。
當(dāng)下，工業(yè)自動化,、智能化已經(jīng)是大勢所趨,。