Saat ini, ada empat jenis utama teknologi penglihatan 3D yang ada di pasaran: penglihatan binokular, TOF (Time of Flight), pencitraan 3D cahaya terstruktur, dan triangulasi laser.
Visi Teropong
Teknologi binokular saat ini merupakan sistem penglihatan 3D yang banyak digunakan. Prinsipnya mirip dengan mata manusia, menggunakan dua sudut pandang untuk mengamati pemandangan yang sama guna memperoleh gambaran persepsi dari sudut pandang berbeda. Kemudian, paralaks gambar dihitung menggunakan prinsip triangulasi untuk memperoleh informasi tiga-dimensi pemandangan.
Karena prinsipnya yang sederhana, teknologi binokular tidak memerlukan pemancar dan penerima khusus, dan dapat memperoleh informasi tiga-dimensi dalam cahaya alami. Oleh karena itu, teknologi binokular memiliki keunggulan struktur sistem yang sederhana, implementasi yang fleksibel, dan biaya yang rendah. Sangat cocok untuk inspeksi produk online dan kontrol kualitas di lingkungan manufaktur. Namun, kelemahan teknologi binokular adalah algoritmanya yang rumit, kebutuhan komputasi yang besar, dan kinerja yang buruk dalam kondisi cahaya redup atau pencahayaan berlebih.
Teknologi Cahaya Terstruktur 3D
Teknologi ini memproyeksikan pancaran cahaya terstruktur dari sumber cahaya. Cahaya terstruktur ini bukanlah cahaya biasa, melainkan cahaya dengan struktur tertentu (seperti pola hitam putih bergantian) yang diproyeksikan ke permukaan benda yang akan diukur. Karena benda mempunyai bentuk yang berbeda-beda, maka pola atau bintik tersebut akan mengalami deformasi yang berbeda pula. Berdasarkan deformasi tersebut, algoritme dapat menghitung jarak, bentuk, ukuran, dan informasi lainnya untuk memperoleh gambar tiga-dimensi suatu objek.
Metode Triangulasi Laser
Metode ini didasarkan pada prinsip triangulasi optik, yang menentukan koordinat tiga-dimensi setiap titik objek spasial berdasarkan hubungan pencitraan geometris antara sumber cahaya, objek, dan detektor.
Biasanya, laser digunakan sebagai sumber cahaya dan kamera CCD sebagai detektor. Ini berbagi keunggulan visi 3D cahaya terstruktur: akurasi, kecepatan, dan biaya rendah.
Teknologi Pencitraan TOF (Waktu Penerbangan).
TOF adalah singkatan Waktu penerbangan. Prinsipnya melibatkan pengiriman pulsa cahaya secara terus menerus ke objek target, dan kemudian menggunakan sensor untuk menerima cahaya yang dipantulkan dari objek tersebut. Dengan mendeteksi waktu terbang pulsa cahaya, jarak ke objek target ditentukan.
Komponen inti TOF adalah sumber cahaya dan modul penerima fotosensitif. Karena TOF secara langsung mengeluarkan informasi mendalam berdasarkan rumus, tanpa memerlukan algoritma yang mirip dengan penglihatan binokular, TOF memiliki karakteristik respon yang cepat, perangkat lunak yang sederhana, dan jarak pengenalan yang jauh. Selain itu, karena tidak memerlukan akuisisi dan analisis gambar skala abu-abu, maka tidak terpengaruh oleh sumber cahaya eksternal atau properti permukaan objek. Sistem pemindaian TOF 3D pada umumnya dapat mengukur jarak 10.000 hingga 100.000 titik pada suatu objek per detik. Namun, kelemahan teknologi TOF adalah resolusi rendah, ketidakmampuan menghasilkan gambar-presisi tinggi, dan biaya tinggi.
3D siap menjadi arus utama
Robotika, kendaraan otonom, dan pembayaran finansial telah menunjukkan permintaan yang kuat terhadap visi 3D. Tentu saja, ada juga metaverse, di mana integrasi dunia virtual dan nyata, AR, VR, dan perangkat XR lainnya serta kebutuhan interaksi 3D sudah menjadi hal yang menonjol. Tuntutan ini telah menciptakan pasar yang sangat besar, namun juga merupakan pasar yang sangat terfragmentasi.
Menurut data GGII, ukuran pasar visi mesin di negara saya diperkirakan akan mencapai 20,86 miliar yuan pada tahun 2023, dengan pasar visi 3D mencapai 3,428 miliar yuan. Pada tahun 2025, ukuran pasar visi 3D di negara saya diperkirakan akan melebihi 10 miliar yuan. Di pasar bernilai-miliar dolar di masa depan ini, visi 3D akan cenderung mengarah pada kecerdasan, integrasi, kemampuan-waktu nyata, kinerja tinggi, dan aplikasi-skenario.
Meskipun penglihatan 2D saat ini menjadi arus utama, seiring dengan meningkatnya persyaratan akurasi pengukuran dan kondisi objek yang diukur menjadi lebih kompleks, kekurangan sistem 2D menjadi lebih jelas. Sementara itu, teknologi visi 3D terus membuat terobosan, menawarkan keunggulan yang tak tertandingi dibandingkan 2D dalam hal akurasi, fleksibilitas, dan kecepatan. Oleh karena itu, inspeksi visi mesin 3D berpotensi menggantikan sistem 2D, dan visi 3D diyakini akan menjadi sistem visi utama di masa depan.