相機技術

2D 相機、3D 相機：面臨選擇困難嗎？

哪種 3D 相機技術適合您的應用？

各種領域對於機器視覺相機的需求不斷增加。本文將概述最重要的 2D 和 3D 相機系統、應用領域以及相關的決策考量標準，讓您更容易找到您應用的最佳解決方案。

最後更新： 2025/11/17
閱讀時間：約 8 分鐘

2D 與 3D 相機技術

在功能強大的機器視覺系統中，2D 和 3D 相機技術可謂核心。在工業影像處理領域中，使用這些技術可進行精確的品質控制、高效的製程自動化以及可靠的錯誤偵測。

2D 相機技術

面掃描相機一次拍下整個場景，線掃描相機則是逐行掃描影像。拍下的影像會顯示為單色或彩色影像 (RGB)。在擷取對比度高且結構清晰的場景時，2D 影像處理特別有效。

3D 相機技術

3D 相機也能拍下深度數值，並在機器人、自動化和醫學領域帶來新的可能性。對於複雜任務而言，第三維度的重要性與俱增；而 3D 解決方案也在娛樂與虛擬實境領域中站穩腳步。

2D 和 3D 相機的典型應用領域

2D 和 3D 機器視覺相機應用於工業影像處理的不同任務之中。2D 相機主要用於檢測平面、高對比的物件與快速檢測任務，而 3D 相機可精確檢測第三維的形狀、體積和位置，因此對複雜的自動化和機器人應用來說，是很理想的選擇。

2D 相機的典型應用領域	3D 相機的典型應用領域
高對比元件的組裝測試	自動駕駛車輛的障礙偵測
平面物件的形狀與尺寸偵測	由機器人控制的抓取任務
直接在生產線上偵測污染	容器中的存在和計數檢查
顏色和列印品質檢測，例如條碼	印刷電路板的位置和存在檢查
依顏色或印記排序	各種物體的體積測量
印刷電路板焊點檢測	食品配量

2D 與 3D 機器視覺相機的比較

以下比較基於特定標準顯示 2D 與 3D 機器視覺相機的差異，並且支援如何針對特定應用來選擇正確技術。

	2D 機器視覺相機	3D 機器視覺相機
高速度	✅	❌
‌成本效益	✅	❌
整合簡便	✅	❌
適合平面物件與條碼	✅	❌
拍攝複雜的幾何圖形	❌	✅
精確的體積測量	❌	✅
精確的位置偵測	❌	✅

以下的物流業使用案例，顯示實務上如何運用這些差異。

運用 2D 和 3D 機器視覺處理物流包裹

現代化化物流中心特別結合 2D 和 3D 機器視覺相機，以便高效率自動處理包裹。

任務：
機器人要辨識、精確抓取、度量並辨別不同大小和形狀的包裹，在數秒內完成所有動作。

為什麼採用 3D 技術？ 使用 3D 機器視覺相機來拍攝輸送帶上的包裝物，包括其準確位置和形狀。只有透過三維辨識，機器人才能可靠地抓取並放置物件，不論其大小、堆疊方式或方向為何。此外，測量站的 3D 相機會記錄包裹的精確體積和形狀資料，以供進一步處理，例如貨運空間規劃或運費計算。

為什麼採用 2D 技術？ 另一方面，2D 機器視覺相機可快速可靠地讀取列印條碼。此技術適用於清晰的平面資訊，例如標籤或文字，因為其工作速度快且成本效益高。

這裡有更多 2D 和 3D 技術的詳細使用案例：

360° 包裹掃描在出貨物流流程進行體積測量以提高包裝效率

如果您想進一步了解不同的 3D 技術及其應用領域，我們建議您閱讀 3D 影像處理一文。

2D 或 3D?哪一種適合我的應用？

應該及早、謹慎地在 2D 和 3D 相機技術間進行選擇。只要需求明確，決策就會更加簡易。對複雜應用來說，兩種技術各有優缺點。擬定一份判斷標準清單，可以協助您找到正確的解決方案。

任務需求	2D	3D
體積和/或形式分析	❌	✅
必須辨識結構和顏色	✅	❌
提供良好的對比資訊	✅	❌
對比度資訊不佳或不存在	❌	✅
必須辨識出高度差異	❌	✅
定位任務/第三維偵測	❌	✅

「在 2D 和 3D 相機技術之間擇一使用，對於您影像處理解決方案效率和未來可行性，具有決定性的意義。Basler 能提供您所需的支援，找到適合您特定應用的技術；不但實用、可靠，且具有最佳性價比。」

Martin Gramatke

Product Manager - 3D Business, Basler AG

結論

選擇正確的影像處理技術，取決於您應用的個別需求。沒有放諸四海皆準的建議；對操作條件進行有根據的分析，是非常重要的。第一步是決定使用 2D 或 3D 檢測，或同時使用兩種技術，是否能獲得最佳的解決方案；其次是選擇合適的相機。請記住，安裝和軟體成本也是影像處理解決方案生命週期中的重要成本因素。在工業 4.0 和自動化等趨勢的帶動下，對 3D 解決方案的需求與日俱增；但現有的 2D 系統，也可以透過整合 3D 技術來進行最佳化。

我們用於 2D 和 3D 應用的產品

我們的產品可提供 2D 或 3D 應用最佳解決方案。

Basler ace 2 面掃描相機
ace 2 設計精巧，擁有多種感光元件與介面，以及出色的操控與影像品質，令人信賴。本相機具備多樣化的配置能力，適於各種應用。
racer 2 線掃描相機
Basler racer 2 線掃描相機的解析度最高可達 16k，線速度最高可達 240 kHz；適用於多種應用，例如電池製造的品質保證。
Basler ToF 3D 相機
借助 Sony DepthSense™ 感光元件和‍整合深度影像處理，即時獲得精確的 3D‍ 影像。有 850 nm 與 940 nm 波長可選用。
Basler Stereo 相機
Basler 雙目視覺 3D 相機非常適合應用於機器人與物流領域的導航及取放（Pick-and-Place）作業。憑藉極低的延遲，可快速提供 3D 資料，同時維持點雲的高精度。