在制造业智能化升级的大浪潮下,工业相机作为机器视觉系统的关键组件,地位愈发重要。从汽车制造、3C 电子到物流仓储,各个行业都在借助工业相机实现生产过程的自动化、智能化,以提升生产效率和产品质量。而在众多工业相机中,3D 工业相机凭借其独特的三维成像能力,能够获取物体的深度信息,为工业应用提供更丰富、更精确的数据支持,成为了工业领域的 “新宠”。
近年来,国产 3D 工业相机在技术突破和市场拓展方面取得了显著进展。它们以高性价比、本地化服务等优势,逐渐打破了国外品牌的长期垄断,在国内市场占据了一席之地。今天,我们就来深入了解一款国产高性价比 3D 工业相机,看看它是如何在激烈的市场竞争中脱颖而出,为企业带来实实在在的价值。
3D 工业相机:工作原理大起底
要深入了解这款国产 3D 工业相机的魅力,首先得明白 3D 工业相机的工作原理。3D 工业相机的核心使命是获取物体的三维信息,让机器能够 “看” 到物体的深度、形状和尺寸 ,常见的工作原理有以下几种:
- 结构光技术:可以把它想象成给物体 “打光拍照”,不过这个光可不是普通的光,而是带有特定图案(比如条纹、格雷码等)的结构光 。当这些结构光投射到物体表面时,由于物体表面的高低起伏,反射回来的光图案就会发生变形。相机就像一个敏锐的观察者,捕捉到这些变形的图案,再通过复杂的算法,把这些变形信息 “翻译” 成物体的三维坐标,从而构建出物体的三维模型。就好比我们在平整的地面上铺上一块带有格子图案的地毯,当把一个圆球放在地毯上时,圆球周围的格子图案就会被撑开变形,通过观察这些变形的格子,我们就能大致知道圆球的形状和位置。在工业生产中,结构光技术常用于精密零件的尺寸测量和缺陷检测,能精准地捕捉到零件表面的细微变化。
- 激光三角测量技术:这种技术利用了光的反射和三角几何原理。相机发射出一束激光,这束激光就像一把 “光尺”,照射到物体表面后会反射回来。相机从另一个角度接收反射光,通过测量激光发射点、物体表面反射点和相机接收点之间的几何关系,就可以计算出物体表面点的三维坐标。简单来说,就像我们站在一个三角形的顶点,向远处的物体发射激光,然后通过测量激光反射回来的角度和我们与物体之间的距离,来确定物体的位置。激光三角测量技术具有高精度、高速度的特点,常用于对精度要求极高的工业场景,如汽车零部件的制造和检测。
- 飞行时间法(ToF):ToF 技术就像是给光带上了一个 “秒表”。相机发射出光脉冲,当光脉冲遇到物体后会反射回来,相机通过测量光脉冲从发射到接收的时间差,再结合光速,就能计算出物体与相机之间的距离。通过对物体多个点的距离测量,就可以构建出物体的三维模型。这种技术的测量速度非常快,适用于对实时性要求较高的场景,如物流仓储中的货物识别和定位。
不同的工作原理各有优劣,在实际应用中,企业需要根据自身的生产需求和预算来选择合适的 3D 工业相机。 下面用表格形式简单总结一下这几种原理的特点:
工作原理
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优点
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缺点
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适用场景
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结构光技术
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精度高、可获取丰富表面细节
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测量范围有限、对环境光敏感
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精密零件检测、文物数字化等
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激光三角测量技术
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精度高、速度快
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设备成本较高、对反射面要求高
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汽车制造、航空航天等
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飞行时间法(ToF)
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测量速度快、实时性强
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精度相对较低、易受干扰
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物流仓储、机器人导航等
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国货当自强:高性价比相机大盘点
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下面为大家介绍几款国产高性价比 3D 工业相机,通过表格来直观地对比它们的参数、性能和价格。
品牌型号
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原理
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分辨率
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帧率
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测量范围
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精度
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价格(元)
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优势
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适用场景
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芯歌智能 sG56H 系列
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激光三角测量
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x 方向激光线轮廓点数 4000 个
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全视野帧率 1000 帧 / 秒,最高帧率 4000 帧 / 秒
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/
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高
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20000 - 30000
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自主研发超宽高速 CMOS 芯片,点密度高,采集大宽度目标物时精度高、整体性好
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半导体、3C、太阳能、汽车、橡胶等行业的精密检测
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图漾科技 FM830 系列
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双目结构光
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960p 深度 + 960p RGB
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深度帧率 13fps
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0.5m - 6m
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5 - 10mm
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5000 - 8000
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低成本,适用于行业和商业类场景的普通应用,USB2.0 接口,集成容易
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物流行业的体积测量、商业场景的物体识别等
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图漾科技 FS820 系列
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双目结构光
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1280p 深度 + 2M RGB
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深度帧率 7fps
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0.3 - 1.3m
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0.5 - 5mm
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8000 - 12000
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适合近距离测量和协作机器人手眼协同,千兆以太网接口,便于数据传输
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协作机器人的物料抓取、装配等
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图漾科技 FM850 系列
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双目结构光
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960p 深度 + 960p RGB
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深度帧率 16fps
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0.6 - 7m
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5 - 10mm
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6000 - 10000
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适用于工业和行业中成本敏感型应用,千兆以太网接口,可满足工业环境下的数据传输需求
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工业自动化生产线上对成本敏感的检测、定位等任务
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图漾科技 FM811 - IX 系列
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双目结构光
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960p 深度 + 960p RGB
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深度帧率 5fps
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0.7 - 5m
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1 - 5mm
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7000 - 11000
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适用于工业和行业里中等精度要求的应用,具备较好的稳定性和性价比
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中等精度要求的工业测量、检测等场景
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图漾科技 PM801 系列
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双目结构光
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960p 深度 + 5M RGB
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深度帧率 1fps
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0.8 - 4.2m
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0.1 - 5mm
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15000 - 25000
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适合于高端工业自动化场景,精度高,可满足对精度要求极高的工业应用
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汽车制造、航空航天等高端制造业的精密检测和测量
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如本科技 RVC - I2370
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结构光
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配置 160 万像素 2D 相机
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/
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高
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10000 - 15000
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机身重量仅 0.87kg,体积小巧(150mm×57mm×135mm),可降低协作机器人负载负担,避免干涉,高防护性,兼容多种操作系统和开发库
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如本科技 RVC X mini
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结构光
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/
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2 帧 / 秒
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/
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点云精度 0.05 毫米
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9998
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高精度、高速度,轻量化设计,可灵活安装,开放 SDK 助力应用开发,提供多种标准方案
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工业部件尺寸和缺陷检测、自动涂胶、 上下料、拆码垛等
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实力见证:应用案例大放送
理论参数固然重要,但实际应用中的表现才是检验一款 3D 工业相机优劣的关键标准。下面就来看看这些国产 3D 工业相机在实际应用中的出色表现。
未来已来:发展趋势与展望
随着技术的不断进步和市场需求的持续增长,国产高性价比 3D 工业相机的发展前景十分广阔。在技术创新方面,未来 3D 工业相机将朝着更高精度、更高速度、更小型化的方向发展 。例如,通过研发更先进的光学芯片和成像算法,进一步提高相机的分辨率和测量精度,使其能够满足更加精密的工业检测需求;采用新型的传感器和数据处理技术,提升相机的帧率和数据处理速度,实现对高速运动物体的实时监测和分析。同时,随着人工智能、大数据等技术的不断发展,3D 工业相机将与这些技术深度融合,实现智能化的图像识别和分析,为工业生产提供更强大的决策支持。
在成本方面,随着国产 3D 工业相机市场规模的不断扩大和技术的日益成熟,生产成本有望进一步降低 。通过优化生产工艺、提高生产效率、加强供应链管理等方式,降低相机的原材料采购成本和制造成本,使得更多的企业能够享受到高性价比的 3D 工业相机带来的好处。此外,国产 3D 工业相机企业还可以通过提供本地化的服务和技术支持,降低企业的使用成本和维护成本,提高产品的竞争力。
从应用领域来看,3D 工业相机的应用范围将不断拓展 。除了目前已经广泛应用的 3C 电子、汽车制造、物流等行业,在医疗、教育、建筑、农业等领域也将有更多的应用机会。例如,在医疗领域,3D 工业相机可以用于医学影像的三维重建和分析,辅助医生进行疾病诊断和手术规划;在教育领域,3D 工业相机可以用于虚拟现实和增强现实教学,为学生提供更加沉浸式的学习体验;在建筑领域,3D 工业相机可以用于建筑物的三维建模和检测,提高建筑工程的质量和效率;在农业领域,3D 工业相机可以用于农作物的生长监测和病虫害检测,实现精准农业。
可以预见,国产高性价比 3D 工业相机将在未来的工业发展中扮演越来越重要的角色 。它们将为企业提供更加高效、精准、智能的视觉解决方案,助力企业实现智能制造和转型升级。同时,国产 3D 工业相机企业也将面临更多的机遇和挑战,需要不断加强技术创新和产品研发,提升产品质量和服务水平,以在激烈的市场竞争中立于不败之地。