Last updated: 13 November 2025

Gestructureerde lichttechnologie: een zeer nauwkeurige methode voor 3D Imaging

Gaspar van Elmbt

In de wereld van 3D-scanning is het vastleggen van nauwkeurige informatie over de vorm en geometrie van objecten van cruciaal belang. Van productie en kwaliteitscontrole tot gezondheidszorg en robotica, nauwkeurige 3D-gegevens maken betere besluitvorming en automatisering mogelijk.

Gestructureerde lichttechnologie: een zeer nauwkeurige methode voor 3D Imaging

Een van de meest gebruikte technieken voor 3D-scanning op korte afstand is de structured light camera. Bekend om zijn hoge precisie, is het een veelgebruikte oplossing voor applicaties die gedetailleerde oppervlaktemetingen vereisen. Maar hoe werkt het, en wat zijn de sterke en zwakke punten?

Inhoudsopgave

Het principe van gestructureerd licht

Een structured light camera genereert 3D-gegevens door een gestructureerd patroon (strepen, stippen of rasters) op een object te projecteren. Het systeem legt vervolgens vast hoe het patroon vervormt over het oppervlak en reconstrueert het object in 3D.

Het proces bestaat uit vier belangrijke stappen:

  1. Projectie: Een lichtbron (vaak LED of laser) zendt een gestructureerd patroon uit over het object.
  2. Beeldopname: Een of meer camera's registreren hoe het patroon vervormt wanneer het het oppervlak raakt.
  3. Patroonanalyse: Software vergelijkt het vervormde patroon met de oorspronkelijke referentie.
  4. Triangulatie en reconstructie: Met behulp van triangulatie berekent het systeem de 3D-coördinaten van elk zichtbaar punt, waardoor een puntenwolk of dieptekaart wordt gegenereerd.

Omdat het geprojecteerde licht verschillend reageert afhankelijk van de oppervlaktestructuur, levert de resulterende dataset zeer gedetailleerde 3D imaging.

Sterke punten van gestructureerd-lichtcamera's in 3D

Structured light-technologie wordt gewaardeerd om haar nauwkeurigheid en betrouwbaarheid bij 3D-scanning en inspectie. Enkele van de belangrijkste voordelen zijn hoge nauwkeurigheid, volledig veldscannen, gedetailleerde oppervlakregistratie en veelzijdige toepassingsmogelijkheden.

Hoge nauwkeurigheid

Een van de belangrijkste sterke punten van gestructureerde lichtcamera's is hun vermogen om sub-millimeter nauwkeurigheid te bereiken bij 3D-scanning. Dit precisieniveau maakt ze ideaal voor sectoren waar toleranties uiterst klein zijn, zoals de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en de productie van medische apparatuur. Zelfs de kleinste afwijkingen in metingen kunnen worden gedetecteerd, wat zorgt voor betrouwbare kwaliteitscontrole.

Volveld-scanning

Gestructureerde lichtcamera's leggen het volledige oppervlak van een object vast in één enkele scan, in plaats van afzonderlijke punten of lijnen te registreren. Dit vermogen om volledige veldgegevens te verzamelen versnelt het inspectieproces en levert uitgebreide 3D-datasets op die een volledig beeld geven van de geometrie van het object.

Gedetailleerde oppervlakregistratie

Gestructureerde lichtcamera's kunnen zeer kleine oppervlaktedefecten detecteren die mogelijk over het hoofd worden gezien door andere imaging-technologieën. Dit maakt ze bijzonder effectief voor applicaties zoals defectdetectie, waarbij het vastleggen van kleine krasjes, deuken of vervormingen cruciaal is.

Veelzijdige toepassingsmogelijkheden

Gestructureerde lichtsystemen zijn zeer veelzijdig en kunnen werken met een grote verscheidenheid aan objectvormen en -afmetingen. In gecontroleerde omgevingen zoals laboratoria, productieomgevingen of zorginstellingen kunnen ze betrouwbare resultaten leveren voor veel verschillende toepassingen.

Beperkingen van Structured Light-camera's in 3D Vision

Ondanks hun sterke punten hebben structured light camera's ook te maken met uitdagingen in 3D vision applicaties:

  • Reflecterende en transparante oppervlakken

Het scannen van reflecterende of transparante materialen is een van de grootste uitdagingen voor structured light camera's. Gepolijste metalen, glas en kunststoffen kunnen het geprojecteerde patroon vervormen of verstrooien, wat leidt tot onvolledige of ruisachtige resultaten. Het aanbrengen van matte coatings, het gebruik van polarisatiefilters of het combineren van structured light met andere imaging-methoden kan helpen dit probleem te overwinnen.

  • Afhankelijkheid van zichtlijn

Structured light-systemen vereisen dat het geprojecteerde patroon zichtbaar is voor de camera. Schaduwrijke gebieden, uitsparingen of blokkades veroorzaken vaak hiaten in scans. Multi-camera opstellingen, het roteren van het object of geavanceerde reconstructie-algoritmen zijn gangbare strategieën om de dekking te verbeteren.

  • Gevoeligheid voor omgevingslicht

Felle lichtbronnen, vooral direct zonlicht, kunnen de geprojecteerde patronen verstoren en de nauwkeurigheid verminderen. Structured light werkt het beste onder gecontroleerde lichtomstandigheden, hoewel het afschermen van de sensor of het aanpassen van de verlichting de betrouwbaarheid in uitdagendere omgevingen kan verbeteren.

  • Kalibratievereisten

Nauwkeurige kalibratie tussen de projector en camera's is essentieel. Elke afwijking of verkeerde uitlijning vermindert de meetkwaliteit en kan leiden tot fouten bij inspectie of reconstructie. Regelmatige kalibratie met referentiedoelen of het gebruik van zelfkalibrerende systemen zorgt voor consistente prestaties.

  • Verwerkingseisen

Scans met hoge resolutie produceren grote datasets, die krachtige computerbronnen vereisen om effectief te verwerken. Zonder optimalisatie kan dit de prestaties vertragen of het gebruik in real-time beperken. GPU-versnelling, edge computing en efficiënte algoritmen helpen structured light-systemen snelheid en nauwkeurigheid in balans te brengen.

Laatste inzichten over gestructureerd licht Camera in 3D Imaging

Een structured light camera is een van de krachtigste hulpmiddelen in moderne 3D vision en 3D scanning. Door lichtpatronen te projecteren en hun vervorming te analyseren, kunnen deze systemen zeer gedetailleerde en nauwkeurige 3D-gegevens vastleggen op een snelle en contactloze manier. Hun sterke punten, variërend van sub-millimeter nauwkeurigheid tot volledige oppervlaktevastlegging, maken ze bijzonder waardevol in sectoren zoals productie, gezondheidszorg en onderzoek, waar precisie en betrouwbaarheid essentieel zijn.

Zoals bij elke technologie zijn er bij structured light bepaalde praktische overwegingen, zoals de noodzaak van kalibratie en gecontroleerde verlichting. Met de juiste opstelling levert het echter consequent resultaten van hoge kwaliteit over een breed scala aan applicaties. Naarmate de vraag naar geavanceerde inspectie, automatisering en digitale modellering blijft groeien, zullen structured light camera's een hoeksteen blijven van 3D imaging solutions.

FAQ: Gestructureerd-lichtcamera's

Gestructureerd licht maakt gebruik van een actief geprojecteerd patroon, terwijl stereo vision uitsluitend vertrouwt op twee of meer passieve camera's, en lasertriangulatie enkele punten of lijnen meet met behulp van een laser. Hierdoor biedt gestructureerd licht een snellere volledige veldopname dan lasertriangulatie en een hogere nauwkeurigheid dan passieve stereo, maar is het gevoeliger voor omgevingslicht dan beide.

Nauwkeurigheid is afhankelijk van verschillende parameters, waaronder de resolutie van de camera, de kwaliteit van de projectie-optiek, de kalibratienauwkeurigheid, de scantafstand en de oppervlakte-eigenschappen van het object. Omgevingsstabiliteit, zoals het minimaliseren van trillingen en lichtinterferentie, speelt eveneens een belangrijke rol.

Ja, maar alleen als de beweging van het object klein is ten opzichte van de scantijd. Snelwerkende gestructureerde lichtsystemen kunnen snel veranderende scènes vastleggen, maar de meeste standaard systemen zijn ontworpen voor statische of langzaam bewegende objecten. Overmatige beweging veroorzaakt patroonvervaging en vermindert de meetkwaliteit.

Verschillende systemen support verschillende bereiken, van slechts enkele centimeters voor tandheelkundige of medische scanners tot meerdere meters voor industriële inspectie of robotica-applicaties. Het kiezen van een systeem vereist het afstemmen van de werkafstand en het gezichtsveld op de grootte van het doelwit.

Ze kunnen buiten worden gebruikt, maar de prestaties zijn vaak verminderd omdat zonlicht concurreert met het geprojecteerde patroon. Gespecialiseerde krachtige projectoren, filters of overkapte opstellingen verbeteren de prestaties, maar voor volledig buitengebruikte applicaties kunnen alternatieve 3D imaging-methoden (bijv. LiDAR of time-of-flight) robuuster zijn.

Ja. Veel gestructureerde lichtsystemen bieden SDK's, real-time API's en industriële interfaces die integratie in robotarmen, geautomatiseerde inspectiestations en custom machine vision-opstellingen mogelijk maken. Het waarborgen van stabiele verlichting en trillingscontrole is cruciaal voor betrouwbare inline prestaties.

Wilt u hoogwaardige 3D-scanning integreren in uw Applicatie?

Bij VA Imaging bieden wij industriële 3D vision-oplossingen voor inspectie, robotica, productie en custom engineeringprojecten. Of u nu sub-millimeter nauwkeurigheid, snelle full-field metingen of betrouwbare inline kwaliteitscontrole nodig heeft, onze experts begeleiden u naar de ideale 3D imaging-opstelling.

Neem contact op met ons team om uw 3D vision-vereisten te bespreken en de beste oplossing voor uw Applicatie te vinden.