新型三维视觉技术适合不断发展的机器视觉任务

3D视觉技术必须发展和适应不断变化的市场条件——特别是在加速变化的时期，例如全球大流行病重塑生活的几乎每个方面。不同类型的3D适合不同的任务和应用在许多行业。无论是立体视觉、激光三角测量、结构光、飞行时间(ToF)，还是其他什么，3D成像技术都在同时发展，并向更多市场扩展，帮助终端用户和原始设备制造商解决新的、具有挑战性的成像问题。

In-Sight 3D- l4000结合了3D激光位移技术和智能摄像头，适合各种机器视觉应用，包括包装。

Bin拣选与3D区域扫描技术
由于新冠肺炎疫情，人们以前所未有的水平转向亚马逊和Instacart等电子商务平台，对物流、仓储和包装公司提出了巨大的需求，这些公司被迫不断扩大和扩大运营规模，以跟上形势。物流和仓储应用——包括货物的递送、仓储和包装——严重依赖所有类型的3D成像。

首席视觉系统架构师David Dechow表示:“区域扫描和点云3D实现是拣箱应用程序所必需的，但尽管[拣箱]得到了公认的最广泛的宣传，它却是最难实现的3D类型。”积分技术公司．“(大多数捡垃圾)还不能满足所有客户的需求，因为它需要高速、随机的捡垃圾，而且需要机器人像人类一样移动。但如果有一个应用可以成为3D视觉的灵丹妙药的话，那就是挑选垃圾桶。”

有飞行时间的盒子的尺寸和计数
区域扫描3D技术(如立体视觉和结构光)可能有助于拣箱应用，而飞行时间(ToF)有助于测量和计数箱子等任务。

与之前的产品相比，Helios2 ToF相机的透光性提高了2.5倍，3D精度提高了50%以上，是物流和机器人应用的天然选择。

针对物流、材料处理和机器人应用，来自LUCID Vision Labs的新Helios2 ToF相机提供了2.5倍的透光性和超过50%的3D精度，比原来的Helios2更好。

LUCID的创始人兼总裁Rod Barman说:“LUCID总能依靠客户来推动我们所提供的任何技术的极限清晰的视觉实验室．“考虑到这一点，我们设计的产品既要适应当前的挑战，也要适应未来在尺寸、机器人和agv等应用领域的潜在挑战。”

对康耐视来说，物流中3D应用的最大需求是箱体尺寸，使部件在运动中移动。以往，在这些应用中，多激光器和外部摄像头有助于捕获图像。3D产品高级总监兼业务部门经理约翰·基廷解释说，以3D- a1000系统为例，一个结合了2D和3D的智能摄像头可以在web界面上快速确定尺寸。Cognex．

“对于Cognex和A-1000来说，设置非常简单。这是一个基于网络的界面，但它仍然是一个In-Sight摄像头，它提供了一个简单的设置演练，”他说。“3D技术越容易部署，人们就越不害怕它。”

随着客户在A-1000上的成功，新的3D应用在物流领域也出现了，比如在经典的A-1000上定位物体空盘基廷说:“很长一段时间以来，这个问题一直很难得到解决。

对于3D传感器产品经理Mathieu Larouche来说，Matrox成像在美国，传统的应用，如用于拣箱和码垛的视觉引导机器人以及箱体尺寸测量，都是3D成像背后的重要驱动力。同样为了方便客户，Matrox Imaging提议并积极参与GenICam GenDC项目，该项目旨在将3D摄像机/传感器和应用软件之间的组件数据交换标准化。

Larouche表示，就3D成像对市场的潜在影响而言，3D成像的一个潜在有趣领域是将深度学习应用于3D成像，以推广后者的用途。

作为Euresys Open eVision软件的一部分，Easy3D软件库为客户提供了开发自己的专业3D成像系统的能力。

周期时间考虑和后端封装
CapSen Robotics首席执行官Jared Glover表示，包装应用也越来越依赖3D视觉，但终端用户和原始设备制造商必须提前考虑周期需求，以避免任何问题。

他说:“例如，在许多3D视觉引导机器人应用中，机器人在每一个选择或地点都有不同的移动方式。”“3D视觉引导机器人的循环时间不会像重复相同动作的机器人一样一致，这就是为什么在线条设计中考虑到这一点很重要。在拣箱机器人之前和之后应该创建额外的缓冲区，或者如果需要达到一定的周期时间而不产生偏差，则应该增加额外的机器人以增加冗余。”

CapSen Robotics在设计CapSen PiC选箱产品时考虑到了这些周期时间。该系统使用了高度加速的专有GPU数学库以及并行图像处理和运动控制，在传统的六轴机器人上实现了低至2秒的循环时间。

康耐视凭借其全新的in - sight 3D- l4000嵌入式视觉系统，受到了3D在实际后端包装过程中所能做的事情的鼓舞。

基廷说:“设想这样一个场景:盒子里装满了瓶子，必须处理倾斜之类的东西。”“当瓶子移动时，2D视觉会出现问题，但3D视觉提供了理解深度的能力。”

康耐视在客户解决包装问题的速度方面取得了很大的进步。例如，当客户需要查看某一特定区域的下方时，低层混合在一起，3D就解决了这个问题。

基廷说:“包装比我们预期的要快。”

来自Photonfocus的Multipeak Linefinder算法可以检测多个激光线轮廓，这有助于找到合适的激光线进行检测任务。

软件在工厂内外开启了新的大门
一些超出考虑范围的应用传统的机器视觉也受益于3D视觉。以铁路检查为例。高速、持续振动和恶劣的环境条件会使三维铁路检测应用变得困难。但在安装正确的情况下，检查轨道轮廓和轮辋的磨损和损坏，有助于防止事故的发生，确保运行安全可靠。这是Photonfocus基于三角测量的相机的一个流行应用——它使用外部激光和独立的相机，而不是一个集成单元——因为他们已经看到了一致的，甚至是增加的业务。

Photonfocus为这类应用程序提供了一些特定的优势，包括一个名为LinLog的摄像头内固件功能，该功能允许摄像头实时执行高动态范围成像。

美国销售经理Mike Faulkner表示:“在摄像头向下的轨道应用中，可能会有一个漂亮的深色表面，允许集成商或终端用户在一定程度上控制表面的照明。”“一旦你开始上升，考虑到太阳等因素，问题就会很快产生。”

使用LinLog，用户可以同时拥有明亮和黑暗的条件，该技术提供了一幅平均图像，可用于检查目的。

检测多个激光线廓是一项复杂的检测任务。Photonfocus通过其Multipeak Linefinder算法提供了这种能力。例如，当激光束照射到镜面上时，它会反弹，形成一条主线和一些次级线。Photonfocus算法帮助OEM找到合适的激光线进行检测。

“Photonfocus在3D算法方面有丰富的经验，我们总是根据客户的需求改进它们，”Reto Lienhardt说，固件/设计主管。“例如，当扫描金属或玻璃时，反射的固有问题可以通过算法解决。这是我们为客户并行检测多条线路的主要原因之一，也是为什么我们的3D解决方案被部署到铁路检测以及其他几个市场的原因。”

对于想要开发自己的专业3D成像系统的机器制造商和系统集成商来说，像Easy3D图书馆这样的软件工具是Euresys“Open vision软件-使3D机器视觉检测应用程序的开发成为可能。例如,客户想要实现一个3 d成像系统与一个或两个激光线投影到一个移动的表面需要激光线提取,可以随后转化为高度图或三维点云,这是需要3 d进行处理和分析,销售副总裁Mike Cyros解释和支持美洲。

他说:“除了Easy3D软件库，Euresys还提供现成的硬件应用，比如我们的Coaxlink Quad 3D-LLE帧抓取器，它可以在运行中自动从CoaXPress相机中提取激光线。”“我们没有提供一个完整的固定功能的3D解决方案，而是向客户提供必要的构建模块，让他们更容易构建自己的3D视觉系统。Easy3D软件和Coaxlink Quad 3D-LLE为系统开发者提供了易于使用的广泛功能。”

3D成像，前进
3D成像技术继续发展，可能会达到一个拐点。约翰·基廷(John Keating)表示，人们会开始将3D视为一组以不同方式创建3D图像的不同设备的统称，就像2D摄像机以不同方式创建2D图像一样。

他说:“3D技术不能被认为是一种技术，因为我们有基于激光的方法、飞行时间、立体视觉等等。”“我认为人们正在开始改变他们对3D的先入为主的观念，并将开始以更类似于2D的方式思考它，而且很快就会发生。”

甚至3D成像技术的名称也各不相同。许多公司在市场上并不使用相同的名称来称呼他们的产品，但使用任何其他名称的解决方案仍然可以提高生产率，这是最重要的。