3D 視覺是什麼？
3D 視覺（3D Machine Vision） 是工業機器視覺的分支，以三維資訊（高度、體積、輪廓、共面性）取代傳統 2D 平面影像。當待測物的關鍵特徵屬於立體幾何（凹凸、傾斜、堆疊）、或表面為高反光金屬 / 玻璃時，純 2D 視覺難以穩定處理，必須依賴 3D 視覺。
簡單對比：
| 維度 | 2D 視覺 | 3D 視覺 |
|---|---|---|
| 取得資訊 | 平面 XY 位置、灰階 | 立體 XYZ、高度差 |
| 反光敏感度 | 高（鏡面金屬難判讀） | 低（用高度資訊判讀） |
| 算法核心 | PatMax、Blob、Edge | 點雲（Point Cloud）、深度圖（Depth Map） |
| 典型應用 | 條碼、外觀瑕疵、OCR | 體積量測、焊縫、機械手 Bin Picking |
三大 3D 視覺原理
1. 雷射三角法（Laser Triangulation）
線雷射投射在工件表面，與相機形成固定角度三角關係。雷射線隨工件高度變化而偏移，相機擷取偏移量計算高度。代表產品：Cognex In-Sight L38、Cognex DSMax。
優勢：精度高（毫米級到 µm 級）、抗環境光干擾
適用：焊縫深度、密封膠連續性、輸送帶上連續掃描
2. 結構光（Structured Light）
投射編碼圖案（如格紋、條紋）到工件，依圖案變形反推高度。Cognex 兩款代表機型：
- Cognex 3D-A1000：採用專利 3D Symbolic Light 結構光，instant in-motion snapshot，物流大型箱 dimensioning（cuboidal / irregular 物件、< 5 mm 精度）
- Cognex 3D-A5000：採用 3D LightBurst 結構光，area-scan 精密量測（1.5M+ 點雲，assembly verification / in-line measurement / robotic guidance）
優勢：snapshot 一次擷取整個視野、整合難度低
適用：物流體積量測 DWS、棧板物件偵測（A1000）、醫療精密件、組裝驗證、機械手導引（A5000）
3. 立體視覺（Stereo Vision）
雙相機從不同角度拍攝同一物體，依視差計算深度（類似人眼）。較少出現在工業檢測，多用於機器人視覺。
工業 3D 視覺的典型應用
- 物流體積量測（DWS）：包裹尺寸 / 體積自動量測，搭配條碼讀取做運費計算
- 棧板物件偵測：辨識棧板上工件堆疊狀態，回傳給機械手取料
- Bin Picking：機械手臂從散亂工件中夾取，需要 3D 位姿資訊
- 焊縫共面性：汽車車身、電池盒焊縫深度與連續性檢測
- 密封膠連續性：電子產品 / 醫療器材的密封膠是否中斷或厚度不均
- 共面性 / 平整度：PCB 元件焊腳、半導體晶片平整度
- 醫療精密件量測：µm 級精度的零件尺寸 / 形貌量測
Cognex 3D 視覺產品線
| 產品 | 原理 | 視野 | 精度 | 主要應用 |
|---|---|---|---|---|
| 3D-A1000 | Symbolic Light 結構光 | 大（依機型，物流大箱適用） | < 5 mm | 物流 DWS、棧板、Bin Picking 大件 |
| 3D-A5000 | LightBurst 結構光 | 中（依機型，請參照 datasheet） | µm 級 | 組裝驗證、in-line measurement、精密 robotic guidance |
| In-Sight L38 | 線雷射 + 2D | 中-大 | 毫米級 | 焊縫、密封膠、共面性 |
| DSMax | 高解析雷射 | 自訂 | µm 級 | 高速 3D 連續掃描 |
| 3D-L4000 VisionPro | 整合平台 | 視鏡頭 | 視鏡頭 | 客製化高階 3D |
實際選型依產線速度、精度、視野與整合複雜度評估，建議交由 VSK 工程師依樣品實測。
與 2D 視覺整合
許多應用同時需要 2D 與 3D — 例如 In-Sight L38 內建 2D 相機 + 線雷射，可一次完成「外觀字符讀取 + 高度量測」雙任務。Cognex 3D-A 系列亦可與 2D In-Sight 並聯，2D 處理快速分類，3D 進一步量測尺寸。
想評估 3D 視覺應用
3D 視覺整合複雜度高於 2D，VSK 提供：
- 樣品 POC：實測精度是否符合需求
- 光學設計：雷射 / 結構光配置避免反光與遮擋
- 點雲後處理：Cognex VisionPro 3D 演算法整合
- 產線整合：與 PLC / MES / 機械手通訊配置
需求諮詢：+886 2-8809-3200