當多種3D技術一起應用時,這種信息的融合就會變得非常重要,使用以色列Newsight Imaging公司的產品時便是如此。Newsight Imaging首席執行官兼公司聯合創始人Eli Assoolin表示,Newsight Imaging提供基于激光三角測量和增強型ToF解決方案,目的是創建距離數據的點云。
采用結構光技術的手持式掃描儀,可在4.5m外捕捉精確的3D數據
收集此類數據的成本已經大幅下降,從幾年前基于激光雷達解決方案的數萬美元下降到今天的幾百美元。Assoolin表示,使用其他3D傳感技術的解決方案甚至更便宜,可能只需數十美元。
成本還會持續下降,甚至可能加速下降,因為3D成像將很快出現在每部智能手機中。這種技術還不能直接應用于工業環境,但是芯片的大規模上量,意味著非消費類應用的價格也會跟著下降。
至于這些新的深度傳感解決方案可以有哪些應用,一種可能是檢測,Assoolin說。目前,先進的傳感器可以在相對較近的距離,進行幾個點的線捕捉。Newsight現在提供的芯片可以大幅改善檢測,并可以在更廣泛的環境中進行部署。
“我們的芯片每秒運行40000幀,能夠檢測出微米級的缺陷,”Assoolin說道,“我們可以讓一切變得更快、更準確、更經濟。”
價格下降和性能提升使新的3D成像應用成為可能,例如門禁控制
以色列Mantis Vision公司首席商務官Shabtay Negry稱,在工業環境中考量3D視覺應用時,環境會對應用和性能產生重大影響。Mantis Vision提供3D掃描、成像和視頻捕捉解決方案。這些都是基于結構光的專利算法,可在數據質量方面提供最精準的模型,Negry說。
溫度和振動影響3D傳感精度
溫度變化和振動會降低3D傳感精度,而這兩種情況在工廠車間或其他工業環境中很常見。溫度變化一般趨于連續變化,而發動機啟動、關閉或物體相互撞擊時,振動往往會引起劇烈的干擾。兩者都會引起結構光圖案偏移,從而可能導致3D傳感結果的不準確。因此,需要采取必要的措施來應對這些影響,Negry說。就Mantis Vision而言,該公司的產品使用了專有方法進行即時自動校準,從而校正環境影響。
關于新興應用,用于游戲和娛樂目的的實時3D流媒體應用,也可以用于工業培訓和模擬。例如,指導人員可以演示如何執行一項任務,利用多個3D傳感器和其他傳感器捕獲每一個動作。然后系統可以進行遠距離復制演示。
“使用多個同步傳感器的實時3D流媒體,開辟了新的交流方式和新的市場,”Negry說。
Teledyne DALSA工業事業部項目和產品經理Raymond Boridy說,3D系統性能的改進確實擴大了可能的應用領域。這家總部位于蒙特利爾的系統制造商正在推出一系列激光三角測量產品。其他Teledyne事業部提供ToF和立體視覺技術。
Boridy說:“激光三角測量技術的進步提高了速度,改善了輸出,精準度更高。Teledyne DALSA的產品能夠以10微米級的精度區分物體,這在進行高精度檢測時非常重要。”
“我們能夠分辨小到僅有20微米的劃痕、缺陷、孔洞,”Boridy說。
這種性能在某些環境非常有用。不過,大部分應用不需要這樣的精細檢測。但確實需要檢測結果的可重復性,發現缺陷的能力和速度。因此,3D視覺系統必須符合應用要求,利用單一某種深度傳感技術可能無法做到最優。這就是為什么目前所有技術方案都占有一定的市場份額,并沒有哪種技術方案對于所有應用都具有明確的領先優勢。
然而,拋開3D傳感技術層面,完整的3D傳感解決方案需要的不僅僅是成像,因為僅測量距離是不夠的,還需要多傳感器數據融合、人工智能算法等。自動駕駛汽車應用的深度感知激光雷達技術,就能很好的說明這一點。
“激光雷達的數據必須通過人工智能計算、轉譯并與其他傳感器融合。這是一項重要挑戰,如果沒有得到妥善解決,會使激光雷達失去意義,”Yole的Debray談到這種情況時,強調了完整解決方案的必要性。
延伸閱讀:
《3D成像和傳感-2018版》
《工業和自動化領域的機器視覺-2018版》
《英特爾RealSense主動紅外立體深度攝像頭:D435》
《蘋果iPhone X近紅外3D攝像頭傳感器》
《iPhone X中的ToF接近傳感器和泛光照明器:專利到產品全解析》
《紅外LED和激光二極管:技術、應用和產業趨勢》
《CMOS圖像傳感器產業現狀-2018版》
《VCSEL技術、產業和市場趨勢》
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