當前，數字捕獲和顯示技術的快速發展為成像技術走入尋常百姓家鋪平了道路。在機器視覺技術引爆市場下，3D成像融合傳感技術快速增長。

3D成像技術提供了對深度信息進行感知的視覺效果，因此觀看者可以獲得充分的360度觀看體驗。由于舊技術可視化質量低，被市場的采用速度緩慢。但改進的技術如3D顯示、3D圖像傳感器的出現，能夠提供高分辨率的視覺效果，刺激了3D成像和傳感在不同垂直行業中的采用。

新技術已經在各種各樣的產品中得到商業化應用，如動畫、智能手機、計算機、電視、游戲、照相機和攝像機。

目前，3D成像被用于醫療保健垂直行業，加強對患者的護理和診斷，進而激勵了3D成像供應商為醫療行業提供滿足其特殊要求的卓越成像解決方案。

在人工智能的發展和應用的推動下，機器視覺的廣泛應用無疑是在加速的。過去，人眼視覺主導著成像應用和開發，隨著人工智能的發展和對智能邊緣設備的強勁需求，業界普遍預期會有更多機器視覺應用的技術和產品創新誕生。

3D成像融合傳感技術原理探析

當前，在3D圖像處理方面，主要有以下幾種方式：

激光三角測量法

最傳統的激光三角測量法，這種方法可用于木材，橡膠和輪胎等垂直領域，以及汽車和軸的測量，金屬和鑄鐵工業或其他應用如道路表面的測量。

對于激光三角測量，需要在結構化光源（如激光線投影）上精確校準相機，以確保即使在高環境溫度下也能獲得高于1 kHz的高采樣率。通常測試對象在3D傳感器下方移動以捕獲3D點云。這意味著攝像機將檢測投射到物體上的激光線，并根據激光線輪廓計算高度信息。

例如，為了獲得更準確的高度分辨率，相機和激光之間的角度可以加寬。但必須注意的是，角度越小，進入照相機的光就越多，評估結果就會更穩定。

現在有越來越多的軟件可以處理3D圖像數據。該軟件可以將捕獲的數據轉換為點云，可以直接進行比較，使分析變得更加容易。

條紋投影法

除了激光三角測量方法之外，還有一種稱為“條紋投影”的方法。基本原理也是三角測量，但是測試對象的整個表面都是用一次拍攝捕捉的。激光將光投射到條紋圖案中，因此物體不必在傳感器下方移動。光線從30°角投射到物體上，相機正對下方物體。

測量范圍可以從不到一毫米縮放到一米以上，但分辨率也可以相應地變化。由于其測量速度快，分辨率高，條紋投影可以用于小型和大型測試物體，在工業檢查中，應用于包括形狀偏差檢查，完整性檢測，組件部件位置或體積測量等。但需要注意的是，條紋投影對周圍的光很敏感。

3D立體相機

3D立體相機是另一種方法。它已經存在多年，越來越多地用于機器人或調試應用。立體圖像處理使用與人眼相同的原理即立體偏移。為了獲得3D圖像，該方法采用兩臺相機。但由于測試對象并不總是具有相同的特定特征，因此經常使用隨機模式投影。

ToF（time-of-flight）

幾年前，據說在所有的方法中，ToF（time-of-flight）方法由于其分辨率有限而不適用于工業用途。大多數ToF相機的分辨率低于VGA，z分辨率相對較低，重復精度以厘米為單位。但是市場上已經有一些像素為百萬像素的相機。 ToF（time-of-flight）相機使用類似于雷達工程的技術。集成照明發送一個紅外脈沖，傳感器測量反射光所需的時間。近來越來越多的用于3D物體檢測，但不能用于精確的測量。越來越多的應用領域是裝載和卸載機器人托盤。

3D成像融合傳感行業應用

當前，3D成像傳感在社會生產多領域中得到有效應用。以下從工業領域和醫療領域做簡要分析：

在工業領域，對被測物體的三維形狀和尺寸的測量和檢測起著至關重要的作用，因此3D機器視覺的地位變得越來越重要。利用3D機器視覺，將組件和系統集成于制造過程中，可以提高過程和產品質量，最小化產出周期，從而提高整個制造過程的效率。

近年來，機器視覺技術(如智能相機)的進步開拓了工業和非工業垂直行業的機器視覺市場。由于制造商和客戶對質量的要求不斷提高，3D機器視覺正成為定位和導航、制造、質量控制等領域的關鍵技術之一。全球3D機器視覺市場預計將從2014年的8.747億美元增長到2020年的16.31億美元，期間的復合年增長率為10.5%。

在醫療領域，3D醫療成像市場正見證著技術的快速發展，促進了先進成像設備的引入。除此之外，緊湊型設備的出現定義了未來輕巧、柔性、手持式和便攜式3D成像設備的新趨勢。現在的聚焦點已經轉向通過提高圖像質量和提供優越的成像服務來改善診斷程序。

患病人口、心血管疾病患者和老齡化人口數量的持續增長，為3D醫療成像市場提供了潛在的增長機會。3D成像的各種優點，例如更有效的診斷、更先進的成像和其他方面優勢，使醫學領域如牙科、心臟病學、產科或婦科等非常樂意采用這種技術。雖然這項技術在發達國家頗受歡迎，不過我們很樂觀地發現它正在以非常快的速度被亞洲國家采用。

3D成像融合傳感趨勢探析

近年來市場對3D成像傳感器的需求巨大。麥姆斯咨詢認為采用3D成像傳感器的儀器已形成規模，并實現商業化供給。實驗室中的傳感器傳統應用趨勢已隨著時間的推移而改變。新的技術和應用為各行各業提供了更好的質量和性能。

3D成像傳感器的工作原理是通過發射來自物體的電磁能量，記錄所傳輸的能量。用于制造3D成像傳感器的光學和電磁元件的效率和集成度在實現傳感器的靈活性、魯棒性和緊湊性方面起著至關重要的作用。

計算機視覺人工智能可以提高制造過程的質量保證度，降低成本，提高響應時間，因此被廣泛地應用于各種垂直行業中。

2017年計算機視覺人工智能市場規模為23.7億美元，到2023年預計將達到253.2億美元，2018~2023年期間的復合年增長率高達47.54%。3D成像傳感器廣泛應用于不同的行業，如醫學、文化遺產、犯罪調查、法醫學、國土安全等。

總體來看，人工智能技術發展日新月異，必將為3D成像融合傳感等新技術提供強有力的技術支撐。相信，在后續的發展中，3D成像融合傳感技術將為經濟社會發展帶來長久驅動力。