激光三角测量法在工业视觉检测上的应用来源：公众号@计算机视觉工坊

来源：公众号@计算机视觉工坊（系投稿）
作者：白杨
激光三角测量法，是工业视觉领域较为常用也是比较容易理解的一种3D检测算法。本文主要从应用层次来阐述，包括相机和激光选型、搭接方式的优劣点分析、软件开发过程中的注意事项等。
1.原理及演示
将一条单线细激光光线投射到物体表面，由于物体表面高度发生变化，使得激光线发生了弯曲，根据这个线的变形，可以计算出精确的物体表面三维轮廓。如下图所示，基本组成结构有：1） 2D/3D相机 2）线激光 3）镜头 4）固定架和安装方法
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2.特点 1）可以同时获得X ， Z向坐标
2）相机与被测物之间必须有相对运行
3）主要用于在线3D测量
4）适合近距离、高精度、高速测量
3.关键参数3.1相机的选择相机可以选择普通面阵相机或3D相机，均可以得到3D图像或者点云数据。使用普通面阵相机，需要自己提取轮廓线，并通过标定来重建深度图像， Halcon里面有现成的例程进行实现。如果对行频要求不高、Z向精度要求不高的场合，完全可以使用高速面阵相机来实现。
我近期所做项目，对行频和精度要求偏高，所以还是选取的3D相机的方案。德国的SICK、AT相机是工业检测应用中用的比较多的两款3D相机了，最高行频都可以做到几十KHZ ，以AT相机为例，具体参数如下：
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行频的大小除了和行数有关，也跟设置的ROI的宽度（像素点数）、曝光时间均有直接的关系。
3.2线激光的选择线激光的评价参数有很多，如均匀性、点稳定性、准直度、瞄准线、功率稳定性。激光器自身的参数有：扇角、功率、景深等。实际项目选型中，最常用的参数有：

扇角：扇角越大，同样工作距离对应的激光线越长。

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功率：功率越高，激光的强度越大（肉眼看越亮）。对于黑色不反光材质，要选择功率大一点的激光。功率的稳定性也会影响测量的灵敏性，较差的功率稳定性，将不能使用固定的阈值方法，对于较低对比度的物体测量变得困难
均匀性：不好的均匀性会降低分辨率和精度

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经过对多个不同品牌激光的测试，德国的ZLaser激光是性价比较高的一款激光，多种型号可以满足不同场合的应用。
3.3搭接方式的选择1）标准安装：激光垂直材料平面，相机与激光呈α角度

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适应场合：大多数场合均适用
优点：轮廓上的点都有相同的Y坐标，标定简单
缺点：存在盲区
2）反向安装：相机垂直材料平面，激光与相机呈α角度

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适用场合：平面物体
优点：可增加高度分辨率
缺点：轮廓上的点的Y坐标不相同，标定复杂
3）发射式安装或明场安装方式

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适用场合：适用于返光不强的平面物体。由于直接反射，可增加物体的返光亮度（对于某些材质，可能是缺点）。
优点：大大增加高度分辨率
【激光三角测量法在工业视觉检测上的应用】 缺点：标定复杂
4）暗场安装方式
适用场合：返光较强的平面物体。

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优点：可减少直接光的反射
缺点：会降低高度分辨率，标定复杂
3.4测量角的选择较大的测量角，可以带来更高的Z方向分辨率，同时也会导致更大的盲区。所以需要根据实际项目情况进行权衡。

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例如：5mm高物体，，盲区为4.2mm
4.实际应用4.1应用举例

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