In-line產線高速3D量測與檢測利器！
筆者早年任職於設備商，當時只能使用線掃描(1D)或是面掃描(2D)來進行深度訊息的量測，這是因為當時的3D技術成本高、量測重複性不穩定、解析度不足等等因素造成。而解析度夠、準確度高的3D量測系統又很難運用在In-line產線上。時至今日，由於CMOS感光元件、FPGA、雷射與光學等的改善與進步，3D技術已經變成低成本、高穩定性與易於使用的視覺技術。
3D機器視覺技術 - 三角測量
目前常用的其中一種3D技術是三角測量(Triangulation)。其架構很簡單，而且可以提供高解析度、高重複性與高準確性。原理是將雷射光投射到待測物上並從一定角度觀察雷射的反射與散射，雷射光會成像在感光元件上並會有位置變化，藉由三角測量計算即可得到物體的XYZ軸訊息。
三角測量的3D量測技術簡單可靠，但也有需要注意的地方。例如：
1. 遮蔽—樣品某個位置的形狀遮蔽了雷射光的接收。
2. 樣品材質—可能造成雷射散射，進而降低解析度。
3. 感光元件規格—影響速度與整體效能。
DALSA Z-Trak2
不過由於三角測量已經是個成熟、且廣泛應用在工業領域的技術，因此應用限制或是缺點都很快可以被解決。
以DALSA Z-Trak2這款3D雷射量測儀為例，其感光元件是Teledyne Imaging全新開發的3D用感光元件，搭配新的反射與散射補償演算法模型提高了準確性。Z軸的解析度可以到1μm；X軸的解析度可以到7μm(型號S2K-00040B3)。並配備高速5GigE傳輸介面，Scanning rate可達到45,000 profiles/sec（附帶一提，舊款的Z-Trak scanning rate則只有3,300)。
使用上，最多可以16支組合使用達到360度零死角測量與檢測。雷射光則有藍光與紅光可以選擇，搭配內建的HDR功能可以適應絕大多數的材質。IP67外殼，讓這款產品可以安裝在各種嚴苛的工業環境。
這樣的規格比起筆者當年的3D雷射量測技術真的是大躍進！無怪乎近年來3D市場蓬勃發展，使用的客戶越來越多，3D儼然已經是機器視覺的一大趨勢。