新的三维视觉技术适应不断发展的机器视觉任务

3D视觉技术必须发展并适应不断变化的市场条件，特别是在加速变化的时期，例如全球流行病重塑了生活的几乎每个方面。不同类型的3D适合许多行业的不同任务和应用程序。无论是立体视觉、激光三角测量、结构光、飞行时间(ToF)，还是其他技术，3D成像技术都在同时发展并扩展到更多的市场，帮助终端用户和oem解决新的、具有挑战性的成像问题。

insight - sight 3D- l4000结合了3D激光位移技术和智能相机，适合各种机器视觉应用，包括包装。

三维区域扫描技术在垃圾箱拣选中的应用
由于COVID-19，人们以前所未有的水平转向亚马逊、Instacart等电子商务平台，对涉及物流、仓储、包装等领域的企业提出了巨大的需求，这些企业被迫不断扩张和规模化经营以跟上发展。物流和仓储应用——包括货物的交付、仓储和包装——严重依赖于所有类型的3D成像。

“区域扫描和点云3D实现是垃圾桶拣选应用程序所必需的，但尽管事实上（垃圾桶拣选）可以说是最受关注的，但它是最难实现的3D类型，”首席视觉系统架构师David Dechow说，积分技术公司．“(大多数拾取垃圾)还不能满足所有客户的需求，因为它需要极高的速度、随机拾取，而且需要机器人像人一样移动。但如果有一个应用程序能够成为3D视觉的银弹，那就是它了。”

带飞行时间的尺寸和计数盒
区域扫描3D技术，如立体视觉和结构光可以帮助拾取箱子的应用，飞行时间(ToF)有助于任务，如测量和计数盒子。

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

针对物流、物料搬运和机器人应用，LUCID Vision Labs的新款Helios2 ToF相机的透光率是原来的Helios相机的2.5倍，3D精度提高了50%以上。

“LUCID总是可以指望客户推动我们提供的任何技术的极限，”Rod Barman说，创始人和总裁清晰的视觉实验室. “考虑到这一点，我们设计的产品能够同时满足尺寸测量、机器人技术和AGV等应用领域当前和未来的潜在挑战。”

对于Cognex来说，物流领域3D应用的最大需求是盒子尺寸标注，零件在运动中移动。过去，在这些应用中，多个激光器和一个外部摄像头有助于捕获图像。但3D产品高级总监兼业务部门经理John Keating解释说，以3D-A1000系统为例，将2D和3D结合在一起的智能相机能够从web界面快速确定尺寸，干邑．

“对于congnex和A-1000，一切都是简单的设置。这是一个基于网络的界面，但它仍然是一个insight - sight相机，提供了一个简单的安装演练，”他说。“3D技术越容易部署，人们就越不害怕。”

随着客户在A-1000上取得成功，新的3D应用也在物流领域得到了应用，比如在经典机型上定位物体空托盘基廷说，这是一个困难的应用程序，已经有相当一段时间了。

Mathieu Larouche, 3D传感器产品经理，Matrox成像在美国，传统的应用程序，如用于仓库拣选和码垛的视觉引导机器人，以及盒子尺寸标注，都是3D成像背后的重要驱动力。为了让客户更方便，Matrox Imaging提出并积极参与了GenICam GenDC，该项目旨在标准化3D摄像机/传感器和应用软件之间的组件数据交换。

Larouche认为，就市场的潜在影响而言，3D成像中一个值得关注的潜在领域是将深度学习应用于3D成像，以推广后者的应用。

作为Euresys开放视觉软件的一部分，Easy3D软件库为客户提供了开发自己专业3D成像系统的能力。

周期时间考虑因素和后端打包
包装应用也越来越多地依赖于3D视觉，但最终用户和OEM必须考虑周期时间的需要，以避免任何问题，根据Jared Glover，首席执行官，卡普森机器人。

他说:“例如，在许多3D视觉引导的机器人应用中，机器人在每个采摘点或地点移动的方式都不一样。”“与不断重复完全相同运动的机器人相比，3D视觉引导机器人的循环时间是不一致的，这就是为什么在线条设计中考虑这一点很重要。”应该在拾取机器人之前和之后创建额外的缓冲区，或者如果达到某个周期时间而没有偏差是必要的，则应该添加额外的机器人以实现冗余。”

CapSen Robotics在设计CapSen PiC拣箱产品时就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6轴机器人上实现了低至2秒的循环时间。

congnex公司推出了新的insight 3D- l4000嵌入式视觉系统，3D技术在实际后端封装过程中所能做的事情让该公司深受鼓舞。

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问题。”“当瓶子四处移动时，2D视觉在这方面有问题，但3D视觉提供了理解深度的能力。”

康耐思发现，消费者解决包装问题的速度大幅提高。例如，在某些情况下，客户需要看到某个区域以下，其中较低的层次是混合的，3D解决了这个问题。

基廷说:“包装行业的发展速度比我们预想的要快。”

来自Photonfocus的多峰寻线算法检测多个激光线轮廓，这有助于找到用于检查任务的正确激光线。

软件为工厂内外打开新的大门
超出可考虑范围的几个应用程序传统的机器视觉也得益于三维视觉。以铁路检查为例。高速、持续的振动和恶劣的环境条件使3D铁路检测应用变得困难。但是，如果安装正确，检查钢轨断面和轮缘的磨损和损坏有助于防止事故，确保安全可靠的运行。这是Photonfocus基于三角测量的相机的一个流行应用，这种相机使用外部激光器和单独的相机，而不是一个集成的单元，因为他们已经看到了铁路上持续甚至不断增长的业务。

Photonfocus为这样的应用程序提供了一些特殊的优势，包括一个名为LinLog的相机固件特性，它允许相机实时执行高动态范围成像。

美国销售经理迈克·福克纳(Mike Faulkner)说:“在轨道应用中，摄像头指向下方，可能会有一个很好的暗面，让集成商或终端用户可以在一定程度上控制表面的照明。”“一旦你开始上升，并将太阳等因素考虑在内，问题就会很快出现。”

使用LinLog，用户可以同时在明亮和黑暗的条件下使用，该技术提供了一个平均出来的图像，可以用于检测目的。

检测多个激光线轮廓是一项复杂的检测任务。Photonfocus通过其多峰寻线算法提供了这种能力。例如，当激光束经过镜面物体时，它会反弹，产生一条主线和一些支线。Photonfocus算法帮助OEM找到正确的激光线用于检测目的。

“Photonfocus在3D算法方面有着丰富的经验，我们总是根据客户的需求对其进行改进，”固件/设计负责人Reto Lienhardt说例如，在扫描金属或玻璃时，算法可以解决固有的反射问题。这是我们为客户实施多条线路并行检测的主要原因之一，也是为什么我们的3D解决方案与其他几个市场一起部署到铁路检查中。”

对于想要开发自己专业3D成像系统的机器制造商和系统集成商来说，Easy3D库等软件工具是其中的一部分欧雷斯“开放的视觉软件——使3D机器视觉检测应用的发展成为可能。”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还提供了现成的硬件应用程序，如我们的Coaxlink Quad 3D-LLE帧捕获器，它可以从CoaXPress相机中自动实时提取激光线。”“我们不是提供一个完整的固定功能的3D解决方案，而是为我们的客户提供必要的构建模块，让他们更容易建立自己的3D视觉系统。Easy3D软件和Coaxlink Quad 3D-LLE为系统开发人员提供了易于使用的广泛功能。”

3D成像，前进
3D成像技术持续增长，并可能达到一个拐点。约翰·基廷表示，人们将开始把3D看作是一个通用术语，指的是一组不同的设备，它们以不同的方式生成3D图像，就像2D摄像机以不同的方式生成2D图像一样。

他说：“3D真的不能算是一种技术，因为我们有基于激光的方法、飞行时间、立体视觉等等。”我认为人们开始动摇他们对3D的先入为主的观念，并将开始以一种与2D更相似的方式来思考3D，而且很快。”

即使是3D成像技术的名称也不尽相同。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，但是使用其他名称的解决方案仍然可以提高生产率，这是最重要的。