3D视觉技术国内发展状况

　　通过德温特世界专利数据库和世界专利文摘数据库，对截至2018 年2月2日公开的专利文献进行检索发现，自1979年美国通用汽车公司提交的公开号为US4254433A “视觉运动跟踪系统”的专利申请之后，全球涉及工业机器人3D视觉控制技术的专利申请总量为2774项。其中该技术常用类型有：被动3D视觉技术(分为单目3D、双目3D和多目3D，分别是用一个、两个或两个以上相机组成立体视觉系统)、通过相机捕捉投射的激光图像实现立体测量的激光3D扫描技术、利用投影机通过结构光编码技术实现3D视角重建过程的结构光3D扫描技术、通过LED发射高频光信号，并根据信号从发射到返回的时间差来实现距离测量的TOF相机技术等。其中单目3D视觉技术结构简单但精度低;而双目和多目3D视觉技术精度较高，但算法和结构相对复杂;激光3D技术速度快，但受到激光散斑缺陷的限制，很难达到较高的精度。同时结构光3D技术精度高、速度快，却无法用于透明、黑色或强反射表面，TOF相机技术速度快、精度较高，但成本又相对较高。当下，被动3D、激光3D和结构光3D视觉技术的发展较为成熟，并被广泛应用。

　　精度是衡量工业机器人视觉性能的重要指标，目前很多提高视觉精度的基础技术和核心专利都掌握在日本、美国等一些大型企业手中，如日本发那科公司、美国康耐视公司等。

　　中国工业机器人企业在3D视觉技术方面，特别是在3D技术应用向技术创新方向上所做的努力。与此同时，近几年，国内企业除了在激光3D和结构光3D技术等较为成熟的领域进行了创新外，还在专利申请量较少的TOF技术上进行了改进。如公开号为CN106772414A的“一种提高TOF相位法测距雷达测距精度的方法”的专利申请，其能够在不改变硬件技术的前提下，提高测距精度。

　　综上所述，目前应用于工业机器人领域的3D视觉控制技术已逐渐成熟，很多重要技术来自日本、美国和欧洲等国家地区，如日本发那科公司已将3D视觉产品作为附加设备融合到自身产品中。美国视觉技术企业如康耐视公司，则更注重视觉技术本身，而欧洲视觉技术企业更专注于某一领域的应用。目前，我国的3D视觉控制技术多涉及高校的理论研究和具体的产品应用，并开始逐渐向能够研制、生产的视觉技术产品的方向努力。我国工业机器人企业，可在某一特定应用领域，赶超并研发出具有自主知识产权的产品，让工业机器人具备一双“火眼金睛”。