以往我們所說的機器視覺檢測技術，通常是指2D的視覺系統，即通過攝像頭拍到一個平面的照片，然后通過圖像分析或比對來識別物體，能看到物體一個平面上特征，可用于缺失/存在檢測、離散對象分析、圖案對齊、條形碼和光學字符識別，以及基于邊緣檢測的各種二維幾何分析。由于2D視覺無法獲得物體的空間坐標信息，所以不支持與形狀相關的測量，諸如物體平面度、表面角度、體積或者區分相同顏色的物體之類的特征，或者在具有接觸側的物體位置之間進行區分，而且2D視覺測量物體的對比度，這意味著依賴于光照和顏色/灰度變化，測量精度易受變量照明條件的影響。

什么是3D機器視覺，3D機器視覺可以粗略地定義為允許3D對象或表面的三維測量或檢查的技術。有幾種不同的方式可以實現：

1、激光輪廓分析：激光輪廓分析是最受歡迎的3D成像技術之一。被測物體通過激光束移動，因為以已知角度定位的相機記錄當物體穿過它時激光器的變化輪廓。這種配置在工廠生產地板或包裝線上特別受歡迎，因為它依賴于相對于激光器移動的物體，這意味著它非常適合于傳送帶上的產品。

2、立體成像：另一種流行的3D成像技術是立體成像，其中兩個相機用于記錄物體的2D圖像，然后可以將其三角化并制成3D圖像。與激光輪廓分析一樣，這種技術也允許在測量和記錄時物體的移動。使用隨機靜態照明圖案還可以為普通表面和沒有自然邊緣的對象提供任意紋理，這是許多立體重建算法所需要的。

3、條紋投影：在條紋投影中，條紋圖案投影到待測量的整個表面區域上。然后通過垂直于被測物體定位的攝像機記錄圖像。所創建的點云能夠使高度分辨率比激光分析方法能夠提供的高出兩個數量級。條紋投影也更具可擴展性，測量區域范圍從1毫米到超過1米。

4、飛行時間：飛行時間法測量光脈沖到達被測物體然后返回的時間。測量每個圖像點所花費的時間將根據對象的大小和深度而變化，因此每個點將在測量時提供該信息。

3D視覺的好處，更豐富的數據采集，3D視覺可以測量產生2D系統不能的形狀信息。 因此，可以測量與形狀相關的特征，例如物體平直度，表面角度和體積。

1、測量穩定性：3D傳感器中的所有組件都被牢固地安裝在單個光機械組件上，以確保重復性，焦距相對于發射器和成像器平面鎖定在位，并且包括溫度補償功能，以便糾正由于金屬蠕變而引起的移動。

2、精度和重復性：利用3D機器視覺提供的深度測量信息，由于物體位置(距傳感器的距離)而導致的誤差不再可能，這意味著物體可以在傳感器的測量體積內的任何位置移動，并仍能得到準確的結果。這簡化了物體固定要求，并降低了系統設計和維護成本。

3、多傳感器拼接：3D機器視覺的另一個好處是能夠使用已知的偽像將來自相對較少的多個掃描儀的3D點云拼接在一起，從而校準到通用坐標系。例如，可以用多個掃描儀掃描諸如卡車框架的大物體。定位和對準數以百計的二維相機，并使用攝影測量法來生成三維模型要比使用少量高精度的三維掃描儀更加復雜和不準確。

4、精密機器人視覺指導：工業機器人在三維世界中工作。盲人機器人僅限于執行重復和結構化的任務。3D機器視覺使機器人能夠感知其物理環境的變化，并相應地進行調整，從而在基本應用中提高了靈活性，實用性和速度，例如拾放。

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