面向 2D 视觉工程师的 3D

Product / 06.2020

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开展工业检查的工作（例如精准测量物体高度、测量浮雕图案的凸起）通常由昂贵而又耗时的 3D 系统来完成。不过，Euresys 现在推出了更便宜、更灵活的解决方案。Euresys 亚太地区销售和支持副总裁 Yuzairee Tahir 审视了 2D 视觉工程师如何轻松掌握 3D。

机器视觉界明白一点：使用 3D 点云解决工业检查任务是一项非常复杂的工作，需要使用大量的计算机。然而，在 Euresys 团队看来，大多数 3D 检查问题都可以使用 2.5D 表示来解决。而且，3D 传感器通常只生成高度和距离的 2D 数组。这就是 Euresys 的 Easy3D 库产品的介入点。Easy3D 是一套用于开发 3D 机器视觉检查应用程序的软件工具。它提供生成 ZMap 的功能，利用 Zmap 可以有效而又高度灵活的处理 2.5D 数据。ZMap 是点云在参照平面上的投影，其中距离存储为像素灰度值。重要的是，ZMap 采用公制坐标系，不会失真。Easy3D 具备将点云等任意 3D 数据转换为 2D 表示形式（构成 ZMap）的功能。

ZMap 是从点云生成的真实距离的数组。ZMap 中的数据已经过校准，因此可以公制单位或像素单位来测量距离、高度和角度。ZMap 的每个值表示从 3D 点到参照平面的距离（参见插图一）。

用户可以显式设置参照平面，也可以根据 3D 点云计算参照平面，从而实现对象找平功能（见下图）。

ZMap 兼容 Open eVision 2D 运算符。

例如，使用 EasyFind 或 EasyMatch 进行模式匹配；使用 EasyObject 进行对象分割；或者使用 EasyGauge 进行亚像素测量。这表明用户结合使用 ZMap 与众所周知的快速 2D 运算符，即可访问有效的 2.5D 处理管道。
Open eVision 可以结合使用多个 3D 计算机视觉库，包括：Easy3D、Easy3DLaserLine 和 Easy3DObject。
为阐明工作原理，下图显示了如何使用各种方法来测量孔径。图中通过 EPlaneFinder 进行了 3D 找平，生成 ZMap，使用图案匹配进行孔的检测，并结合 EasyGauge 进行孔径测量。