从 2D 数据创建详细的 3D 模型

3D 重建与立体视觉

MVTec 软件提供强大的功能,用于重建三维形状。与商业 3D 传感器的接口支持灵活的图像捕捉。

此外,我们的软件包括用于创建 3D 深度图和点云的工具,采用像多视角立体 ( MVS ) 或光条 ( 激光三角测量 ) 等方法。为了高效的后续处理,集成的平滑、下采样和三角化功能确保优化的可视化和性能。

双目立体视觉 / 多视角立体视觉

立体视觉

立体视觉用于 3D 重建和复杂物体的定位。它特别适用于中到大尺寸物体的结构表面,常用于质量控制。

MVTec 软件支持:
  • 双目立体系统(双摄像头设置)。

  • 多摄像头设置(多视角)。

  • 通过相对运动计算深度的单摄像头。

立体视觉也可以作为 3D 匹配的预处理步骤。该技术通过密集的范围图像或使用特征点和边缘计算 3D 坐标,适用于精确的高程测量。集成的分层立体插值可以在均匀区域内插入 3D 数据,尤其对于小物体具有非常高的精度。

两个或更多相机从不同角度拍摄图像,计算视差图来确定物体的三维形状。
两个或更多相机从不同角度拍摄图像,计算视差图来确定物体的三维形状。
使用相机捕捉物体的重叠图像,基于此确定物体的三维形状。
使用相机捕捉物体的重叠图像,基于此确定物体的三维形状。
左:使用经过校准的双摄像头设置拍摄的物体图像。右:使用两张图像计算出的物体 3D 形状。
左:使用经过校准的双摄像头设置拍摄的物体图像。右:使用两张图像计算出的物体 3D 形状。

高度图 / Z-图

单目 2½D

主动单目方法可以仅通过一台相机捕捉高度信息。
这些方法通常被称为 2.5D 成像或 Z 图。

最常见的两种方法是:

  • 焦点深度 (DFF / 从焦点获取形状)
    通过分析每个像素的焦平面来确定距离数据。浅景深可以精确计算物体的距离。

  • 光条 (激光三角测量)
    通过重建投射到物体上的光线来计算物体的高度轮廓。

这些方法非常适合小物体或缺乏结构的物体的 3D 重建,通常用于质量控制或位置验证。

对于密集的高度图,软件提供附加工具,用于确定边缘、平面之间的角度,以及基于线条和点的 3D 测量。

多个不同距离的物体图像被拍摄,焦点变化用于计算距离信息。
多个不同距离的物体图像被拍摄,焦点变化用于计算距离信息。
物体的 3D 形状是通过测量物体沿投射光线的轮廓来确定的。
物体的 3D 形状是通过测量物体沿投射光线的轮廓来确定的。
使用我们的软件进行 PCB 路径检查(使用 DFF)。
使用我们的软件进行 PCB 路径检查(使用 DFF)。
使用光条测量物体,使用我们的软件进行测量。
使用光条测量物体,使用我们的软件进行测量。

3D 注册

在 3D 注册中,多个不同视角的物体图像被合并为一个优化的整体形状(网格)。该方法对于重建复杂的几何形状至关重要,并为 3D 匹配、质量控制和位置确定奠定基础。

MVTec 软件提供平滑、下采样和三角化功能,以便将注册后的点云为后续比较或测量做最佳准备。

通过 3D 注册,从多个视角和 3D 传感器确定物体的三维形状。
通过 3D 注册,从多个视角和 3D 传感器确定物体的三维形状。
表面融合
表面融合

多个 3D 点云的表面融合

MVTec HALCON 中集成的表面融合技术将多个 3D 点云合并为一个水密的表面(无缝网格)。

这种技术,也叫做体积融合或 TSDF 融合,可以合并来自不同传感器的数据,如立体相机、飞行时间系统或条纹投影传感器(结构光)。
它主要用于逆向工程和精确的表面分析。

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