例如，Chung说：“如果要检测黑色轮胎，红色激光能获得最佳响应效果。”

飞行时间法

　　如前所述，有一类3D成像技术的工作原理与众不同，它不依赖三角测量法，这种方法就是飞行时间（ToF）成像。Chung解释道：“飞行时间技术通过计算相机投射的光线到达物体并返回所需的时间，来生成深度信息。因此，对于每个像素点，我都在计算其反射回来的速度。”

　　Dechow补充道：“ToF技术与另一种称为激光雷达的3D成像技术密切相关。ToF技术也可称为‘闪光激光雷达’，它能同时获取所有像素的距离信息。”

　　激光雷达通过激光束照射物体表面并测量返回时间，广泛应用于车辆自动驾驶辅助系统、室内外地形测绘及工业质量控制等领域。

飞行时间法的优势

　　Dechow进一步指出，与结构光系统相比，ToF相机体积更小巧、成本更低廉，且“实施简便，只需要安装相机即可运行，无需外置光源”。

　　Ma表示，ToF技术“实际速度优于立体视觉，但需要不受其他光源（包括环境光）干扰的受控环境。”例如，若将ToF相机应用于仓库移动机器人，可能因无法控制所有机器人的投射光相互干扰而引发问题。

图6：图中展示了飞行时间相机获取的深度信息。

（图片来源：FRAMOS）

　　Dechow补充说，ToF技术的深度测量精度低于结构光技术。Chung指出，除工业应用外，ToF技术常用于面部与身体扫描场景。

　　何时为机器视觉应用选择3D成像？

　　3D成像并非总是必要的。通常2D成像效果很好，而且成本更低。那么，何时应该考虑使用3D成像呢？

　　Wyatt认为，在以下两种情况下可以考虑3D成像。

　　第一个最重要的场景是：如果你无法用2D技术来照明（物体或场景）。因产品变化频繁，难以找到可持续工作数日的稳定照明方案。如果因为产品颜色尺寸各异导致2D照明方案失效，则不得不采用3D检测。

　　第二种情况是：需要获取体积数据时。以通用汽车为例：该公司曾为增强电子元件与电路板基材的接合强度而施加焊点。仅通过俯视图像观察焊点顶部无法判断焊接质量，必须依赖几何尺寸检测。焊料用量至关重要，过多或过少都会影响电气连接强度。

图7：适用3D成像的检测场景：

因产品颜色尺寸频繁变化，导致照明方案无法稳定工作。

结论

　　3D视觉是机器视觉工程师工具箱中的一系列成像方法。立体视觉、结构光、3D激光三角测量、飞行时间及激光雷达等技术，已经广泛应用于各种行业的众多应用中。有时单一视觉系统会融合多种技术。3D成像供应商Zivid在其官网表示：“多种技术经常被组合起来形成完整的视觉系统，有时技术之间并没有明确的界限。”

　　正如Dechow在近期的会议中指出的：“这类传感器融合将成为商业与工业系统提升观测能力、数据采集量和价值输出的重要途径，它无疑是未来的发展趋势。”