3D機器視覺一直都是前沿的熱門領域，視覺傳感在當今的機器人應用、自動駕駛應用領域都有著非常重要的地位。借助數字化3D掃描數據，可以提取一個物體的表面積、體積和形體尺寸。在用來捕捉物體物理尺寸的光學技術里，結構光是一類應用頗多的方法。

通過檢測圖形被投射到另一物體上的扭曲和變形，再經過圖像處理和三角剖分算法將這些扭曲和變形轉換為3D點云數據。視覺能力與點云生成的精確與否直接相關。當需要進行毫米甚至微米級分辨率的快速高精度掃描時，TI DLP技術的結構光系統在業(yè)內可以說是享有盛譽，可以通過將TI的數字微鏡器件（DMD）技術與攝像頭、傳感器、電機和其他外設集成來輕松構建3D點云，能夠靈活控制工業(yè)、醫(yī)療和安全應用的高分辨率精確圖形。

DLP技術的核心——DMD成像器件

在DLP技術里，最核心的器件是DMD成像器件。DMD成像器件中排列了很多小鏡片，通過數字信號控制每一個鏡片單獨去做偏轉動作，當光線投射在DMD芯片時，根據鏡片的偏轉方向光線會傳導到不同的角度，從而實現顯示。最早的DMD器件只有840個微鏡，如今一個DMD器件中擁有最多800萬個微鏡構建于相應的CMOS存儲單元上。DMD芯片支持的波長范圍下至355nm的紫外線，上至2500nm的紅外線，擁有高達32kHz的快速、可編程圖形刷新率。這意味著可以實時獲取移動物體的3D掃描數據，再通過使用自適應圖形集，進一步優(yōu)化DLP系統對多個物體和環(huán)境的掃描速度和準確度。

分辨率是DMD芯片最重要的特征之一，DMD芯片的范圍目前可以覆蓋很廣的像素，最高超過400萬像素。在較大的掃描區(qū)域內或者是光照強度較強的環(huán)境中，較大MP的DMD器件會更適用，機器視覺應用多使用此類器件，小于1-MP的DMD器件一般在便攜的低功耗小型設備中更為常見。

針對紫外、可見光以及近紅外不同波長的不同反射特性，DLP系統可以調整顏色和照明強度，這些優(yōu)化讓器件能更容易地與各種光源組合，組合用于生物3D識別的近紅外波，用于優(yōu)化金屬反射特性的紫外線等等。DLP系統中使用了反射、可靠MEMS微鏡的數組開關，對顏色、距離、運動以及環(huán)境的最低敏感度提升了器件長時間處于工況下，以及整個溫度范圍內的性能。

針對3D機器視覺的DLP

對于機器視覺應用來說，如何選擇最佳的DLP芯片組取決于檢測物體的形體尺寸、圖形速度和系統外形尺寸。同時還需要考慮芯片組本身的特性，例如可移植性、分辨率特性、速度特性。


以DLP4500 為例，DLP4500在可移植性上較為突出，可用作空間光調制器SLM，以快速、準確且高效地操控近紅外光以及生成圖案。雖然這里把它當作了可移植性高的代表，但是其912×1140的分辨率陣列也不低了，加之緊湊的外形，DLP4500 DMD與單元件探測器結合使用可取代昂貴的基于InGaAs陣列的檢測器設計。這一特色還體現在器件與多個光源和波長配對后，能夠實現更多功能。

超高分辨率的DLP芯片組在機器視覺中有著諸多應用，一般在此類DMD中微鏡數會超過四百萬。超高分辨率直接體現在對于大型物體的識別直接提升機器視覺的掃描能力。因為其可編程性，在光譜域、空間域、以及時間域中的性能都會優(yōu)化。準確地說，在器件工作時，能夠動態(tài)地將圖案進行選擇和重新排序，有助于提取最準確的3D信息。

至于高速特性，目前最大圖像速率是32552Hz（1位圖形速率），來自DLP7000，是DLP系列組合中模式速率最快的。對于需要DLP產品組合中的最大像素間距和最快圖形速率選項的設計人員而言，這是目前最高性能的選擇。

寫在最后

在DLP芯片組中，除了DMD，其配套的控制器也很重要。DLP控制器會支持預存儲的結構光圖像，不需要外部視頻處理器來傳輸圖像，這樣對于器件的高速顯示很有幫助，否則器件很難達到高刷的上限。如果控制器還具有相機同步功能，那將進一步增強圖像速率，實現更高性能的3D機器視覺掃描。