3D視覺技術必須發展并適應不斷變化的市場條件——尤其是在加速變化的時期，例如新冠肺炎疫情在全球爆發，幾乎改變了生活的方方面面。不同類型的3D技術適用于不同行業的不同任務和應用。無論是立體視覺、激光三角測量、結構光、飛行時間(ToF)還是其他技術，3D成像技術都在不斷發展，并擴展到更多的市場，幫助最終用戶和原始設備制造商解決新的和具有挑戰性的成像問題。
使用3D區域掃描技術
由于新冠肺炎疫情的爆發，人們以前所未有的需求轉向電子商務平臺，這涉及物流、倉儲和包裝。公司提出了巨大的挑戰，這些公司被迫不斷擴大經營和業務規模。許多物流和倉儲應用，包括貨物的交付、倉儲和包裝，嚴重依賴于各種類型的3D成像技術。
“集裝箱揀選應用程序需要實現區域掃描和3D點云。雖然集裝箱揀選可以說是最廣為人知的事實，但它是最難實現的3D類型之一。”集成技術公司公司首席視覺系統架構師大衛·德紹(David Dechow)表示，“目前，大多數集裝箱揀選都無法滿足所有客戶的需求，因為它需要極高的速度、隨機揀選和機器人像人一樣移動。”
使用飛行時間計算和測量
雖然立體視覺和結構光等區域掃描的3D技術可能有助于集裝箱揀選的應用，但飛行時間(ToF)技術更有助于完成測量和計算集裝箱尺寸等任務。
LUCID Vision Labs的新Helios2 ToF相機旨在物流、材料處理和機器人應用。與舊版Helios相比，新相機的透光率提高了2.5倍，3D精度提高了50%以上。客戶的需求是公司不斷突破技術極限的動力。透明的公司創始人兼總裁Rod Barman表示:“考慮到這一點，我們將最新技術融入到設計的產品中，以應對當前和未來的潛在應用挑戰，如尺寸測量、機器人和AGV。”
對于康耐視來說，3D應用在物流領域最大的需求就是盒子尺寸標注，尤其是零件在運動中移動的時候。過去，在這種應用中，通常使用多個激光器和一個外部攝像頭來幫助捕捉圖像。然而，現在，通過一個類似于3D-A1000的系統，結合2D和3D的智能相機可以從網絡界面快速確定尺寸。
康耐視3D產品高級總監兼業務經理John Keating解釋說:“使用A1000系統可以簡化設置。這是一個基于網絡的界面，但它仍然是一個可視攝像頭，提供了一個簡單的設置練習。”部署3D應用程序越容易，人們對3D的擔憂就越少。
基廷表示，隨著客戶在3D-A1000中的成功，在物流領域開辟了新的3D應用，例如在經典的空托盤場景中定位物體，這在很長一段時間內都是一個困難的應用。
對于Matrox成像公司3D sensor的產品經理Mathieu Larouche表示，傳統應用，如用于箱子揀選和碼垛以及箱子尺寸測量的視覺引導機器人，也是3D成像背后的重要驅動力。為了方便顧客，Matrox公司還積極參與支持GenICam的GenDC模塊，旨在規范3D相機/傳感器與應用軟件之間的組件數據交換。
就市場的潛在影響而言，拉羅什認為，3D成像的一個潛在有趣領域是將深度學習應用于3D成像，以促進后者的使用。
循環時間中的注意事項
包裝應用也越來越依賴3D視覺，CapSen Robotics。公司首席執行官賈里德·格洛弗說，但最終用戶和原始設備制造商必須提前考慮周期時間的要求，以避免任何問題。
在許多三維視覺導航機器人應用中，機器人每次拾取或釋放貨物時都以不同的方式移動。例如，與重復相同動作的機器人相比，3D視覺導航機器人的周期時間不太穩定，這就是為什么在生產線設計中考慮這一因素很重要。在揀選機器人前后應建立額外的緩沖區，或者如果需要達到一定的循環時間而不出現偏差，應增加額外的機器人作為冗余。
應該公司在設計CapSen PiC容器揀選產品時，考慮了這些周期時間。該系統使用高度加速的專有GPU數學庫、并行圖像處理和運動控制，在傳統的6軸機器人上實現低至兩秒的周期時間。
基廷說:“考慮一個場景，箱子里裝滿了瓶子，你必須處理傾斜等問題。”“當瓶子四處移動時，2D視覺會出現問題，但3D視覺提供了理解深度的能力。”與傳統系統相比，康耐視的全新In-Sight 3D-L4000嵌入式視覺系統使用戶能夠直接將視覺工具應用于組件的3D圖像，可以提供更高的精度，從而擴展了可以進行的檢測類型。
康耐視已經看到了幫助客戶快速解決包裝問題的巨大潛力。例如，當客戶需要看到較低水平混合的特定區域下方時，3D成像解決了這一問題。
軟件為工廠內外打開了新的大門。
傳統機器視覺之外的一些應用也受益于3D視覺。以鐵路檢查為例。高速、連續振動和惡劣的環境條件可能會給三維鐵路檢測的應用帶來困難。但是，如果安裝正確，檢查履帶輪廓和輪輞的磨損和損壞將有助于防止事故發生，并確保安全可靠的運行。這是Photonfocus。公司基于三角測量的照相機的一個流行應用是使用外部激光器和單獨的照相機，而不是集成單元。
Photonfocus為這類應用提供了一些特定的優勢，包括一個名為LinLog的相機內固件功能，允許相機實時執行高動態范圍成像。用戶可以在明亮和黑暗的條件下使用LinLog，它提供了可用于檢查目的的平均圖像。
檢測多條激光線的輪廓是一項復雜的檢測任務。Photonfocus通過其多峰譜線查找算法提供這一功能。比如激光束被鏡子反射后，會四處反彈，形成一條主線和許多副線。Photonfocus算法可以幫助OEM找到合適的激光線進行檢測。
Photonfocus表示:“我們在3D算法方面擁有豐富的經驗，并且總是根據客戶的需求進行改進。”公司固件/設計總監烈斗·萊恩哈特(Andrew Lienhardt)說，“例如，在掃描金屬或玻璃時，反射的固有問題可以在算法中解決。這是我們為客戶并行檢測多條線路的主要原因之一，也是我們的3D解決方案與其他幾個市場一起部署到鐵路檢測的原因。”
面向希望開發自己的專用3D成像系統的機器制造商和系統集成商。公司Open eVision軟件中包含的Easy3D庫和其他軟件工具可以幫助它開發3D機器視覺檢測應用程序。例如，如果客戶希望使用一條或兩條投影到移動表面上的激光線來實現3D成像系統，則需要提取激光線，然后將其轉換為高度圖或3D點云，這是3D處理和分析所需要的。公司美洲銷售和支持副總裁Mike Cyros解釋道。
“除了Easy3D軟件庫，Euresys還通過我們的Coaxlink Quad 3D-LLE圖像采集卡為這類應用提供現成的硬件，該采集卡可以自動、即時地從CoaXPress相機中提取激光線，”他說。“我們不提供完整的固定功能3D解決方案，而是為客戶提供必要的構建模塊，以便他們可以更輕松地構建自己的3D視覺系統。”Easy3D軟件和Coaxlink Quad 3D-LLE為系統開發人員提供了廣泛易用的功能。
不斷發展三維成像技術
3D成像技術繼續發展，可能會達到一個拐點。約翰·基廷建議人們開始將3D視為一個通用術語，指的是以不同方式創建3D圖像的不同設備的集合，就像2D相機以不同方式創建2D圖像一樣。
“3D不能被視為單一類型的技術，因為我們有基于激光的方法、飛行時間、立體視覺和其他類型。”他說，“我認為人們開始動搖他們對3D的先入為主的想法，并開始以更類似于2D的方式來思考它。”
甚至有時3D成像技術的名稱是不同的。許多公司他們的產品在市場上不會被冠以同一個名字，但是使用其他名字的解決方案仍然可以提高生產力，這才是最重要的。