当多种3D技术一起应用时,这种信息的融合就会变得非常重要,使用以色列Newsight Imaging公司的产品时便是如此。Newsight Imaging首席执行官兼公司联合创始人Eli Assoolin表示,Newsight Imaging提供基于激光三角测量和增强型ToF解决方案,目的是创建距离数据的点云。
采用结构光技术的手持式扫描仪,可在4.5m外捕捉精确的3D数据
收集此类数据的成本已经大幅下降,从几年前基于激光雷达解决方案的数万美元下降到今天的几百美元。Assoolin表示,使用其他3D传感技术的解决方案甚至更便宜,可能只需数十美元。
成本还会持续下降,甚至可能加速下降,因为3D成像将很快出现在每部智能手机中。这种技术还不能直接应用于工业环境,但是芯片的大规模上量,意味着非消费类应用的价格也会跟着下降。
至于这些新的深度传感解决方案可以有哪些应用,一种可能是检测,Assoolin说。目前,先进的传感器可以在相对较近的距离,进行几个点的线捕捉。Newsight现在提供的芯片可以大幅改善检测,并可以在更广泛的环境中进行部署。
“我们的芯片每秒运行40000帧,能够检测出微米级的缺陷,”Assoolin说道,“我们可以让一切变得更快、更准确、更经济。”
价格下降和性能提升使新的3D成像应用成为可能,例如门禁控制
以色列Mantis Vision公司首席商务官Shabtay Negry称,在工业环境中考量3D视觉应用时,环境会对应用和性能产生重大影响。Mantis Vision提供3D扫描、成像和视频捕捉解决方案。这些都是基于结构光的专利算法,可在数据质量方面提供最精准的模型,Negry说。
温度和振动影响3D传感精度
温度变化和振动会降低3D传感精度,而这两种情况在工厂车间或其他工业环境中很常见。温度变化一般趋于连续变化,而发动机启动、关闭或物体相互撞击时,振动往往会引起剧烈的干扰。两者都会引起结构光图案偏移,从而可能导致3D传感结果的不准确。因此,需要采取必要的措施来应对这些影响,Negry说。就Mantis Vision而言,该公司的产品使用了专有方法进行即时自动校准,从而校正环境影响。
关于新兴应用,用于游戏和娱乐目的的实时3D流媒体应用,也可以用于工业培训和模拟。例如,指导人员可以演示如何执行一项任务,利用多个3D传感器和其他传感器捕获每一个动作。然后系统可以进行远距离复制演示。
“使用多个同步传感器的实时3D流媒体,开辟了新的交流方式和新的市场,”Negry说。
Teledyne DALSA工业事业部项目和产品经理Raymond Boridy说,3D系统性能的改进确实扩大了可能的应用领域。这家总部位于蒙特利尔的系统制造商正在推出一系列激光三角测量产品。其他Teledyne事业部提供ToF和立体视觉技术。
Boridy说:“激光三角测量技术的进步提高了速度,改善了输出,精准度更高。Teledyne DALSA的产品能够以10微米级的精度区分物体,这在进行高精度检测时非常重要。”
“我们能够分辨小到仅有20微米的划痕、缺陷、孔洞,”Boridy说。
这种性能在某些环境非常有用。不过,大部分应用不需要这样的精细检测。但确实需要检测结果的可重复性,发现缺陷的能力和速度。因此,3D视觉系统必须符合应用要求,利用单一某种深度传感技术可能无法做到最优。这就是为什么目前所有技术方案都占有一定的市场份额,并没有哪种技术方案对于所有应用都具有明确的领先优势。
然而,抛开3D传感技术层面,完整的3D传感解决方案需要的不仅仅是成像,因为仅测量距离是不够的,还需要多传感器数据融合、人工智能算法等。自动驾驶汽车应用的深度感知激光雷达技术,就能很好的说明这一点。
“激光雷达的数据必须通过人工智能计算、转译并与其他传感器融合。这是一项重要挑战,如果没有得到妥善解决,会使激光雷达失去意义,”Yole的Debray谈到这种情况时,强调了完整解决方案的必要性。
延伸阅读:
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《工业和自动化领域的机器视觉-2018版》
《英特尔RealSense主动红外立体深度摄像头:D435》
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