一个典型的结构光3D相机,通常至少包括1个投影仪和1个相机。由于系统架构不同,部分3D相机会采用1个投影+2个相机。
早期,由于没有专用的结构光投影仪,大家普遍采用商用投影仪来搭建系统。近些年来,随着人工智能和机器视觉的发展,市面有了专业的工业DLP结构光投影仪。
如下图所示:
图1是采用商用投影仪搭建的结构光3D相机系统;
图2是采用工业DLP投影仪搭建的结构光3D相机。由图可以直观的看出来,工业DLP结构光投影仪搭建的3D相机结构更加紧凑,密封性更好,支持防水防尘等,也更符合工业场合的应用;
图3是针对工业结构光3D机器视觉应用开发的专用DLP结构光投影模块。
那么,与商用投影仪相比,工业DLP投影仪在结构光3D检测/扫描应用中,有什么优势呢?
1、成像好
工业DLP投影仪不仅具有亮度高、对比度高等特性,还具有商用投影仪所不具有的pattern sequence 模式,非常适合格雷码以及正弦条纹的投影显示,无需进行伽马校正等灰度处理,最准确的显示原始结构光图案。
2、帧率高
工业DLP投影仪可以*配置显示1~8bit不同灰度的图像,帧率通常可达几千Hz,如DLP4500最高帧率可达4225Hz,DLP3010最高可达2800Hz。
这是因为它配备了专用的DLPC控制器,且集成了Flash和高速Buffer,可将结构光图案预先存储在DLP内部,直接调用显示,无需从外部加载结构光图案,显示帧率更高,更可靠。
而消费类投影仪通常需要通过HDMI从外部实时加载图形,以数据流的形式加载图形,并实时的显示出来,帧率通常为固定的60Hz或者120Hz。
3、支持帧同步
工业DLP投影具有可配置的trigger接口,可以方便的作为master或者slave设备,与相机以及其他外设实时进行帧同步,可以有效的提高效率,且更加稳定可靠。
4、可编程控制
可通过编程灵活的配置投影仪的各项参数,如亮度、帧率、结构光图像,图像灰度、同步触发信号等,且提供对应的API以及demo代码。
5、体积小巧
和一般的商用投影机相比,工业DLP投影仪体积非常秀珍,最小尺寸甚至比手机还要小巧,可以放在手掌上,更加方便安装和集成。
6、定制镜头
镜头采用可拆卸式设计,可按需选择合适工作距离以及视野大小的镜头,最大化的满足各种不同应用场景的需求。镜头更加小巧,成像画质更好,且畸变最高可达万分之几,远远小于商用投影仪。
7、光源可选
针对不同应用,可分别采用不同波段的光源,如蓝光扫描采用 459nm、人脸识别采用NIR波段、3D打印采用405nm。
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8、同轴光路
工业DLP投影仪采用同轴光路设计,offset为0%,光轴中心即为投影画面对角线焦点,更加适合结构光3D扫描系统搭建和安装。
9、稳定可靠
工业DLP结构光投影仪针对工业应用场景应用需求,从DMD芯片选择、光机电结构设计、材质选择、功能以及性能方面,都进行了特别优化,使得寿命更长,在各种工业场合更加稳定可靠。工业DLP投影仪镜片采用工业DMD芯片、镜片为全玻璃材质,机身采用全金属材质,使得系统结构光更加稳固,寿命更长,温漂更小,且受环境及温湿度影响更小。
10、成熟的参考设计方案
TI公司提供了完整的软硬件参考设计方案,提供SDK,且源代码开放,用户可快速的搭建单目3DScan方案并完成原型验证,
小结
由以上这些特性可以看出,工业结构光dlp投影仪,针对工业应用场景,全方位的进行了重新设计和优化,功能和性能更加强悍,且易于集成和开发,缩短用户的开发周期,提升产品品质。
投影仪,针对工业应用场景,全方位的进行了重新设计和优化,功能和性能更加强悍,且易于集成和开发,缩短用户的开发周期,提升产品品质。
【扩展阅读】
- 基于DLP结构光+双目相机的高精度3D相机
- DLP3010及DLP4500工业光机
- 基于DLP3010结构光3DScan操作指南
- 基于DLP4500的结构光3DScan应用手册
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