マシンビジョン: 2D ビジョンと 3D ビジョンのどちらを選択するか?

マシンビジョンは、人工知能の重要な分野として、今日最も注目されているテクノロジーの 1 つとなっています。

製造業の変革とアップグレード、新興産業の発展の過程において、中国市場はマシンビジョン技術と製品に対する驚異的な需要を生み出し、地元のマシンビジョン産業の成長に重要な原動力を提供しています。

産業用アプリケーションでは、マシンビジョンは通常、産業用光源、画像取得ユニット、画像処理ユニット、画像処理ソフトウェア、およびネットワーク通信デバイスで構成されます。自動化された産業品質管理とオンライン検査の分野では、2D 技術と 3D 技術の両方が非常に重要な役割を果たします。これら 2 つを組み合わせて、より信頼性が高く効率的なマシンビジョン検査システムを作成するには、まずそれぞれの利点とアプリケーション シナリオを理解する必要があります。

1. 2Dビジョン

マシンビジョンの概念が提案された頃から、2D ビジョン技術は誕生しました。

2D ビジョン テクノロジーの原理は、グレースケールとコントラストに基づいて参照検出を実行することです。主な機能は、位置決め、検出、測定、識別です。現在、2D マシン ビジョンは数十年にわたって導入されており、特定のアプリケーション シナリオで優れたパフォーマンスを発揮します。これは、次のアプリケーションに分類できます。

1. 2次元の特徴と位置の検出

2. 2次元寸法検査

3. バーコード読み取り

4. 文字認識

5. ラベル検出

6. 特定の品質検査プロセス

7. 監視と物体追跡

8. テスト等の有無

多くのアプリケーション シナリオでは、2D ビジョンにはいくつかの制限があります。

2D ビジョンでは物体の空間座標情報を取得できないため、物体の平坦度、表面角度、体積などの形状関連の測定や、同じ色の物体などの特徴の識別、側面が接している物体の位置の区別はサポートされません。

したがって、より高い精度と自動化が求められる検査の場合、3D マシン ビジョンは目視検査において独自の利点を発揮します。

2. 3Dビジョン

3D ビジョンでは、2D ビジョン処理よりも高い計算要件が必要です。 3D マシン ビジョンの画像検出は人間の目に近く、デジタル 3D スキャン データを使用して、表面積、体積、形状サイズなどのオブジェクトの寸法を抽出できます。

2D マシン ビジョンと比較して、3D マシン ビジョンには次の利点があります。

1. 高速移動するターゲットの形状とコントラストをオンラインで検出

2. 手作業による検査によるエラーを排除する

3. 部品とアセンブリの100%オンライン品質管理を実現

4. テストサイクルとリコールを最小限に抑える

5. 生産品質と生産量を最大化する

6. コントラストは変化しないため、低コントラストの物体の検査に最適です。

7. 小さな照明の変化や周囲の光に鈍感

8. 大きな物体を検出するためのマルチセンサーセットアップの構築が容易になる

現在、3Dマシンビジョンは主に3C家電、新エネルギー産業、自動車製造、電子部品、医薬品の検査に使用されています。合格製品の生産能力を効果的に向上させ、製品の歩留まりを高め、原材料の無駄を減らし、生産コストを節約できます。

現在、3D ビジョン システムは、さまざまな産業シナリオや、2D ビジョン システムがアプリケーションに必要なパフォーマンスを提供できないシナリオに適用できます。

例えば：

1. ロボットの誘導と表面追跡

2. 配置、梱包、組み立てのためのビンピッキング

3. オブジェクトのスキャンとデジタル構築

4. 厚さ、高さ、体積の測定

5. 寸法とスペース管理

6. 形状、穴、角度、表面を測定する

7. 表面または組み立ての欠陥を検出する

8. 3DCADモデルに関する品質管理と検証

3D ビジョンの台頭により、2D ビジョンと 3D ビジョンのどちらを選択するかは、すべての人にとって共通の問題になりました。では、さまざまなシナリオで 2D ビジョン システムと 3D ビジョン システムをどのように選択すればよいのでしょうか?

特定の物体の相対的な大きさの比率を測定する場合、2D ビジョンは十分にその役割を果たしますが、物体の絶対的な幾何学的大きさを測定する必要がある場合は、3D ビジョンが唯一の選択肢になります。産業オートメーションでは、対象物体の整然としたタイリングが保証される場合、2D ビジョンは通常、迅速、適切、かつ経済的に行うことができますが、対象物体が整然としていない場合は、3D ビジョンの利点を活用する必要があります。

将来の工場アプリケーションでは、2D は 3D よりも安価になります。一部の認識ベースの検査では、2D は依然として強力な技術的利点を持っています。3D ビジョンではすべての問題を解決できない可能性があります。最適なコスト効率の原則に基づいて、2D ビジョンと 3D ビジョンを組み合わせると、より完璧なソリューションになります。