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移动机器人3D 成像功能继续扩大,全球主要供应商大扫描

原创 2022-01-18 14:33 DDing 来源:中国AGV网

Zivid Two 工业彩色 3D 相机

过去两年,系统集成商、原始设备制造商和最终用户难以前往查看可供他们使用的众多选项来解决他们自己或客户的视觉/成像挑战。这并没有阻止制造商进行创新以改进市场上已有的产品并开发新产品。机器视觉的 3D 成像部分也不例外。发展导致 3D 成像范围的不断扩大以及简化其实施的方法。

3D 成像是非常适合各种应用的解决方案。德国 Automation Technology首席技术官 André Kasper 观察到:“3D 现在在行业中比 2D 更常用,因为 3D 成像,尤其是通过激光三角测量,不仅提供更多信息,但也提供更可靠和稳定的结果。”

采用 cx4090HS 传感器模块的 AT - 自动化技术模块化传感器概念 MCS。

AT - Automation 推出了其 C6 系列的第一个传感器模块:cx4090HS 模块(图 1),它补充了公司的模块化 3D 传感器概念 (MCS)。“cx4090HS 产品是一种高速模块,其速度几乎是我们所有其他 4K 3D 传感器的两倍,”Kasper 说。“此外,我们还推出了新的 C6 固件,其中包括 MultiPart、MultiPeak 和 GenICam3D 等新的创新功能。”借助 C6 固件,激光三角测量现在可用于玻璃检测或二次和干扰反射检测等应用。Kasper 补充说:“我们的 3D 传感器特别适用于表面检测、几何控制(计量)以及机器人引导。”该公司计划在 2022 年为其 C6 系列添加另一款产品。

加拿大LUCID Vision Labs公司营销主管 Renata Sprencz 说:“由于 3D 深度数据精度和得益于 Sony 的 DepthSense™ IMX556PLR 背照式 ToF 图像传感器技术,精度高。此外,我们的 Factory Tough™ 工业平台、紧凑的相机尺寸、HDR 和高速模式等新功能集以及具有竞争力的价格点为用户开发 3D 成像系统和在具有挑战性的环境中进行部署提供了一系列新机会。”

LUCID Vision Labs Helios2+ 3D ToF 相机

2021 年,LUCID Vision Labs 推出了 Helios2+ 3D ToF 相机(图 2),这是该公司 Helios2 ToF 相机的高级版本,增加了两种新的相机上深度处理模式:高动态范围模式 (HDR) 和高速模式. Helios2+ ToF 相机的 HDR 模式结合了相位域中的多次曝光,可在包含高反射率和低反射率物体的高对比度、复杂场景中提供准确的深度信息。高速模式使用单相测量实现深度感知,从而实现更快的采集速度和与移动物体感知兼容的更高帧速率。在高速模式下,Helios2+ 相机可以在 2.5 米距离处以高达 103 fps 的速度运行。 Sprencz 评论道:“我们的 Helios2+ ToF 相机非常适合许多要求严苛的 3D 应用,例如 3D 检测、自动化材料处理、和机器人技术更高效地运行,同时降低整体系统成本。”

Vzense DCAM710

美国Vzense公司首席执行官 Sahara Yang 表示:“3D 成像将改变我们已经意识到的世界。我们可以期待和开发更多的应用程序。”Vzense DCAM550 能够解释可靠和准确的 3D 深度数据,并可轻松定制各种物流和移动机器人集成,如避障、码垛和包裹分割。DCAM550 具有宽视野(69°、51° 和高达 120° 水平可定制)和 VGA 分辨率(640 × 480 像素)以及可选的 IP67 防水性能。Vzense DCAM710(图 3)允许客户评估或研究小批量试生产。凭借宽 ToF 视场(69°、51°)、RGB 视场(73°、42°)、VGA 分辨率(640 × 480 像素)和 RGB 分辨率(1920 × 1080 像素)。

加拿大Matrox® Imaging 3D 传感器产品经理Larouche 说:“最近,我们看到越来越多的客户寻求 3D 解决方案来解决传统 2D 检测无法解决的问题,这些应用程序涉及,例如,区分物体的不同大小、形状和位置。然而,一个挑战是,这些客户中的许多人对 3D 技术以及如何将这些技术集成到现有的视觉系统,甚至如何开始开发新的基于 3D 的系统方面不熟悉或不完全适应。他们正在寻找一种使用 3D 成像的简单、流线型解决方案,而这正是 Matrox Imaging 目前正在集中精力的地方,通过创建像 Matrox Capture Works 这样的工具,其图形界面易于导航和控制,以及通过定期发布和更新软件和固件,使开发基于 3D 的应用程序变得更加容易。”

Matrox Vision AltiZ 3D 高保真 3D 轮廓传感器

2020 年底,Matrox Imaging 发布了用于机器视觉的 Matrox AltiZ 高保真 3D 轮廓传感器(图 4)。它们用于生成一致的轮廓、深度图或点云。为了简化集成,Matrox AltiZ 使用 GigE Vision 接口,支持 GenICam GenDC,这使其与 Matrox Imaging 软件和第三方软件完全兼容。2021 年,该公司致力于扩大其产品范围,并进一步充实其在这一领域的能力。

Larouche 说:”首先,我们致力于提高性能以实现更高的扫描速率;在交替采集模式下,改进的扫描速率可以达到每秒 11,000 个配置文件。我们改进了 Matrox AltiZ 的固件,使 3D 采集变得更加容易,因为我们一直在寻求改善用户体验,让 3D 技术集成到视觉应用中变得更容易。”为了促进 3D 技术的采用和集成,Matrox Imaging 开发了 Matrox Capture Works,这是一个配置和设置实用程序,随其所有视觉软件——Matrox Imaging Library (MIL) X 软件开发套件、其子集 MIL-Lite X 和 Matrox Design Assistant® X 集成开发环境。我们还在最新的 MIL X SDK 服务包和最新版本的 Matrox Design Assistant X(我们基于流程图的机器视觉 IDE)中发布了新的 3D 工具。 为了促进 3D 技术的采用和集成,Matrox Imaging 开发了 Matrox Capture Works,这是一个配置和设置实用程序,随其所有视觉软件——Matrox Imaging Library (MIL) X 软件开发套件、其子集 MIL-Lite X 和 Matrox Design Assistant® X 集成开发环境。我们还在最新的 MIL X SDK 服务包和最新版本的 Matrox Design Assistant X(我们基于流程图的机器视觉 IDE)中发布了新的 3D 工具。”

Larouche 补充道:” 为了促进 3D 技术的采用和集成,Matrox Imaging 开发了 Matrox Capture Works,这是一个配置和设置实用程序,随其所有视觉软件——Matrox Imaging Library (MIL) X 软件开发套件、其子集 MIL-Lite X 和 Matrox Design Assistant® X 集成开发环境。我们还在最新的 MIL X SDK 服务包和最新版本的 Matrox Design Assistant X(我们基于流程图的机器视觉 IDE)中发布了新的 3D 工具。”

Matrox Imaging 的 3D 传感器经过优化,可用于任何利用 3D 技术的行业,包括质量控制应用,尤其是食品和饮料行业;打包;在汽车制造行业也是如此。

德国Basler AG公司3D 业务产品市场经理 Sanna Leinius 表示,特别是在必须分析物体的体积、形状或 3D 位置时使用 3D 图像处理或提高系统的可靠性。额外的深度信息有助于在物流和工厂中经常发现的不断变化的环境中执行要求苛刻的视觉任务。她说:“因此,机器人能够实时感知环境并在动态过程中灵活地行动。每一种 3D 成像技术都有其优点和缺点。彻底检查哪种解决方案最适合特定的视觉任务非常重要。”

Basler AG 的立体相机产品组合

2022 年第一季度,Basler 将推出立体视觉解决方案,使任何机器人系统都能可靠地实时感知其环境。立体视觉允许结合经典和基于 AI 的方法进行位置、方向和对象大小检测。Basler 立体视觉解决方案由两个基线的工业级立体相机组成:一个 65 毫米变体,用于手臂上安装的机器人 3D 视觉,一个 160 毫米变体,适用于静态安装,例如机器人单元。对齐的高端配件以及面向应用的软件模块完善了产品。

除了新的立体视觉产品,Basler 还进一步增强了其 blaze ToF 相机,引入了 HDR 等新功能,并将相机的 SDK 集成到 Basler pylon 软件环境中。Basler 立体视觉系统是一种即插即用的机器视觉解决方案,不需要机器视觉方面的经验或专业知识。它旨在支持从垃圾箱拾取到导航的机器人应用程序。凭借其板载处理能力,它可以直接集成,通常不需要外部计算机。其直观的 Web 界面使其易于实施。

立体视觉和 ToF 这两种 3D 成像技术都适用于物流、工业自动化、农业和医疗保健领域的各种机器视觉任务。

德国IDS Imaging Development Systems GmbH的技术作者 Heiko Seitz 说:“3D 摄像头技术使机器人能够识别其环境,以便对不同的条件做出独立反应。因此,使用 3D 相机数据对环境的感知使许多以前只能由人类完成的创新应用成为可能。因此,它是自动化过程的重要组成部分。然而,与 2D 成像一样,3D 相机硬件及其成像过程并不是良好 3D 成像的唯一关键。”

所有 Ensenso 3D 相机系列都可以通过 Ensenso SDK 轻松设置和操作。除了易于设置和支持 3D 相机校准的向导外,SDK 还包括基于 GPU 的图像处理选项,可实现更快的 3D 数据处理。通过示例程序和源代码,可以实现Ensensos在多机位操作中的多视角3D点云,或者通过IDS工业相机集成2D特征、条码和颜色信息。即使是经常需要的任务,例如物体识别,现在也与“Partfinder”一起成为 Ensenso 软件包的一个组成部分。软件越人性化和完善,整体3D系统就越好。

IDS 成像开发系统 Ensenso 5 3D 相机

Seitz 说:“借助 Ensenso S(,我们扩展了我们的产品组合,推出了一款超紧凑且成本持续优化的 3D 相机。对于以前的系统过于昂贵和复杂的应用,它是一种工业级替代方案。为此,我们使用结构化激光优化了 3D 技术,以最大限度地提高数据的质量和稳健性,同时降低成本。”AI 技术支持 3D 原始数据的匹配和三角测量。根据 Seitz 的说法,S 系列是一款经济实惠的 3D 通用相机,可用于广泛的应用,例如监控、自动驾驶车辆或机器人技术。同时100%兼容Ensenso SDK。

美国DreamVu CRO 公司的 Mark Davidson 引用了他的公司在 2021 年为 3D 成像进行的软件和硬件创新:“从软件的角度来看,2021 年确实是软件的大年。一个是移动机器人的障碍物检测,创新是在整个水平视野和垂直视野范围内进行 3D 障碍物检测,但将其扁平化为 2D 激光扫描。因为我们发现,如今客户的大部分基础设施都在使用 2D 激光雷达进行障碍物检测,而且他们已经习惯了 2D 数据集。对于他们来说,利用 3D 障碍物检测需要大量额外的内存、处理等。

所以,他引用的另一项软件创新是准确地实现深度人员检测。他说:“最大的挑战是跟踪、当我说跟踪时,我的意思是,如果我在视野中识别出你并将你标记为 001 人,确保当你四处走动和其他人进来并在现场穿梭时,我不会失去你作为 001 .因为视野如此之大,您永远不会离开框架。这提供了找到某人而不失去他们的能力。我们让我们的一个人绕过拐角回来,它能够抓住那个人。因此,通过跟踪进行人员检测,当然,跟踪以及坐标信息可以告诉您该人的确切位置。然后当我知道在哪里时——我们每秒更新大约 10 次——我可以进行流量管理。我可以预测这些人的去向。一个用例是让 AMR 跟随一个人而不会感到困惑。假设在商业清洁环境中,有人正在清洁机场,他们希望机器人跟随他们从 A 点到 B 点。嗯,机场里挤满了人。这是我们看到或在仓库中看到的一个用例。”

在硬件方面,DreamVu 一直致力于将 3D 视觉与主动投影或红外激光相结合。Davidson 说:“我们现在在实验室里有原型相机。我们已经与客户分享了一些数据,但我们将在第一季度对该产品进行抽样,将视觉和红外投影与我们的 360° 视野相结合。这个解决方案可以在完全黑暗的环境中工作,而且红外投影提供了更好的深度精度——比立体视觉效果更好——所以我对此非常非常兴奋。”

Photoneo 的 MotionCam-3D 3D 相机

2021 年初,斯洛伐克Photoneo公司正式发布了其 3D 相机 MotionCam-3D(图 7),这仍然是公司整个 2021 年活动的主要重点。MotionCam-3D 由获得专利的平行结构光,由 Photoneo 专有的 CMOS 传感器实现。MotionCam-3D 面阵扫描 3D 相机能够以高分辨率和准确度捕捉快速移动的物体并对其进行 3D 重建,而不会出现运动伪影。传统的为区域扫描相机提供动力的 3D 传感方法无法克服动态场景的高质量 3D 扫描挑战,这种方法既可以提供高质量的 3D 图像数据,也可以提供快速的扫描速度。MotionCam-3D 可以捕捉移动速度高达每小时 144 公里的物体,并提供 0 的点云分辨率。5 个型号的 9 MPixels 和 300 到 1.250 μm 的精度。该相机还可用于扫描静态场景,在这种情况下,它可以分别提供高达 2 MPixels 和 150 至 900 μm 的分辨率和精度。Photoneo 公关专家 Andrea Pufflerova 说:

Photoneo 公关专家 Andrea Pufflerova 说::“MotionCam-3D 减少了循环时间和延迟,这也极大地有利于手眼应用——机器人不需要像标准 3D 那样停止移动来进行扫描传感技术。由于其对振动和运动的有效抵抗,该相机还可以在农业领域实现全新任务的自动化,以扫描动植物,或在医疗领域捕捉人体部位。在这种情况下,它可以分别提供高达 2 MPixels 和 150 到 900 μm 的分辨率和精度。MotionCam-3D 减少了循环时间和延迟,这也极大地有利于手眼应用——机器人不需要像标准 3D 那样停止移动来进行扫描传感技术。由于其对振动和运动的有效抵抗,该相机还可以在农业领域实现全新任务的自动化,以扫描动植物,或在医疗领域捕捉人体部位。在这种情况下,它可以分别提供高达 2 MPixels 和 150 到 900 μm 的分辨率和精度。MotionCam-3D 减少了循环时间和延迟,这也极大地有利于手眼应用——机器人不需要像标准 3D 那样停止移动来进行扫描传感技术。由于其对振动和运动的有效抵抗,该相机还可以在农业领域实现全新任务的自动化,以扫描动植物,或在医疗领域捕捉人体部位。这也极大地有利于手眼应用——机器人不需要像标准 3D 传感技术那样停止移动来进行扫描。由于其对振动和运动的有效抵抗,该相机还可以在农业领域实现全新任务的自动化,以扫描动植物,或在医疗领域捕捉人体部位。这也极大地有利于手眼应用——机器人不需要像标准 3D 传感技术那样停止移动来进行扫描。由于其对振动和运动的有效抵抗,该相机还可以在农业领域实现全新任务的自动化,以扫描动植物,或在医疗领域捕捉人体部位。”

除了 MotionCam-3D,Photoneo 还提供 PhoXi 系列的工业级 3D 扫描仪,为扫描静态场景提供亚毫米级分辨率、精度和高细节水平。

法国Terabee公司工业 4.0 项目和产品经理 Vincenzo Forte 表示,3D 成像正在吸引许多工业和非工业领域的兴趣。他说:“以可承受的价格拥有符合工业标准的设备的重要性是开发创新应用的关键。”

Terabee 3Dcam VGA

Terabee 3Dcam VGA(图 8)的开放系统允许计算机和机器视觉集成商在具有高分辨率和视场的相机上开发具有高度编码灵活性的自定义应用程序。它具有开放的板载、基于 Linux 的计算能力。其分辨率超过 300 k 像素 (640 × 480) 和多个输出,即深度、近红外信号电平、点云和图像质量表示,使该设备能够发现高达毫米级的 3D 细节。该相机为 1 级激光,最大射程 5 m,视野为 90° × 67.5°。

该设备与用户手册和教程视频捆绑在一起提供。此外,Terabee 3Dcam VGA SDK 包括: 用于客户端和板载应用程序开发的 API,带有 C++ 和 Python 示例;Windows 和 Linux 中的 GUI;以太网、RS485 和数字/PWM 输出,可轻松集成到控制系统中。

西班牙Teledyne e2v公司3D 营销经理 Yoann Lochardet 说:“ToF 系统的构思和开发通常比 2D 相机复杂得多,因为距离测量的性能是取决于各种系统级方面——时间精度、照明源(包括眼睛安全、光学等)“

Teledyne DALSA 视觉解决方案高级产品经理 Inder Kohli 说:“随着处理技术的进步和人工智能的推动,客户正在寻找从每个处理步骤中提取更多信息的方法。Z-Trak2 传感器提供传统 2D 成像技术中不易获得的 3D 数据。对于需要 100% 在线检测的工厂应用,3D 系统变得更加可靠、经济实惠并且更易于部署和维护。”

Teledyne DALSA 的 Z-Trak2 3D 激光轮廓传感器

Teledyne 的主要 3D 成像解决方案是 Hydra3D ToF 传感器和 Z-Trak 系列激光轮廓仪。Z-Trak2(图 9)是经过工厂校准的 3D 激光轮廓传感器,使用 5GigE 提供 45.5-kHz 轮廓速率。Z-Trak2 专为高速 3D 应用而设计,通过允许用户选择有限脉冲响应 (FIR) 滤波器级、单通高动态范围 (HDR) 和实时在线图像滤波器,集成了增强配置文件的功能。更高质量的配置文件可以改进测量和更可靠的结果。Z-Trak 系列符合 EMVA 的 GenICam 3.0 和 SFNC 2.3,可以输出各种 3D 格式的数据,并与现成的 3D 软件包一起使用。

Hydra3D 是 Teledyne e2v 的最新高分辨率 ToF CMOS 图像传感器。该传感器引入了多项创新:三抽头高速像素、以非常灵活的方式增加线性动态范围的强大功能以及片上嵌入的多系统管理功能。该传感器适用于多个市场和应用,包括视觉引导机器人、物流和自动引导车辆。

德国Chromasens公司 研发主管 Maximilian Klammer 博士表示:“3D 相机能够解决复杂的测量任务,并将质量检测提升到一个新的水平。”

Chromasens 3DPIXA 波双 7um 相机

2021 年,Chromasens 推出了 3DPIXA 波双 7μm 相机(图 10)。Chromasens 3D 现场应用工程师 Florian Thienger 表示:“3DPIXA wave dual 7μm 能够以每像素 6.8 µm 的超高分辨率扫描,具有 100 mm 的超大扫描宽度和 14700 个高速测量点124 毫米/秒。3DPIXA 同时提供 3D 数据和彩色图像。所有类型的照明都可用于 3DPIXA 的图像捕捉。”Thienger 补充说,该相机适用于引脚检测/金属密封表面检测、BGA 检测/引线键合检测、饼干检测和肉类检测以及金属表面检测等应用。

Cognex In-Sight® 3D-L4000 3D 视觉系统

康耐视(美国马萨诸塞州内蒂克市;www.cognex.com)于 2021 年推出的主要 3D 解决方案是 In-Sight® 3D-L4000(图 11),这是一种将 3D 激光位移技术与智能相机和易于使用的软件。该系统使用户能够通过点云使用真正的 3D 零件成像快速、准确且经济高效地解决各种检查问题。与将 3D 图像转换为具有代表性的 2D 高度图以进行基本工具处理的典型 3D 系统不同,In-Sight 3D-L4000 允许开发人员将视觉工具直接放置在零件的 3D 点云上。真正的 3D 检测提高了结果的准确性并扩展了可以执行的检测类型。因为检查是 3D 的,

In-Sight 3D-L4000 包括传统的 3D 测量工具,如平面和测高,同时引入了全新的、更强大的工具,从头开始设计以利用真实 3D 空间中的检测。新工具的设计具有 2D 视觉的简单性,使各种不同的用户和技能水平都可以使用它们。In-Sight 3D-L4000 系统中的 In-Sight 电子表格界面使用户无需编程即可快速轻松地设置和运行 3D 应用程序。这种直观的环境简化了应用程序开发,并通过完整的 I/O 和通信功能集简化了工厂集成。

LMI Technologies Gocator® 3D 智能传感器。

加拿大LMI Technologies公司提供其 Gocator® 3D 智能传感器(图 12),用于工业在线应用中的在线检测、工厂自动化、在线质量检测、材料优化和智能 3D 机器人视觉。该系列激光和结构光传感器可在单个封装中提供 3D 扫描、测量和控制。Gocator 具有一套不断扩展的 FactorySmart® 特性和功能,旨在解决现实世界的工厂挑战。

Tordivel 的 Scorpion Stinger 神经 PC

挪威Tordivel公司推出了几款 3D 相机。Scorpion Foodsafe 3D 相机基于立体视觉或 3D 激光三角测量,提供 400 至 3500 毫米的工作距离和集成偏振光。Scorpion Foodsafe 3D Venom 相机提供单相机立体视觉,工作范围为 200 至 600 毫米,集成偏振光,分辨率为 0.01 毫米。可通过面板安装的 Scorpion 3D Stinger Neural PC(图 13)提供对 AI 和神经网络的支持。它可以安装在食品安全柜中。一切都由 Scorpion Neural Factory 2.0 版提供支持,用于对象定位、分割和缺陷分类。

SICK 美国的机器视觉产品经理 Ryan Morris 说:“随着当今对更高吞吐量的需求;更准确的质量控制;对于 OEM、系统集成商和成熟的 3D 视觉最终用户来说,SICK Ruler3000 是一个令人兴奋的前景。由于已经完成了大量配置和调试工作,您可以快速将连续的行业标准数据流集成到更高级别的系统或机器人控制中。而且,通过在一台设备中进行准确的 3D、反射率和散射光测量,您可以同时评估检查的多个方面,以实现最佳的控制和测量信心。”

SICK USA 的 Ruler3000

Ruler3000(图 14)将 SICK 的 Ranger3 流式摄像机与 2 类人眼安全激光、预选光学器件和固定几何形状相结合,以实现更简单的配置和调试。Ruler3000 符合行业标准,可全面访问机器视觉软件工具,可在集成各行各业要求更高的检查、测量和机器人引导任务时减少时间和复杂性。由 SICK 的高灵敏度 CMOS 传感器和快速片上计算技术提供支持,Ruler3000 的集成流式摄像头以快速生产速度可靠地扫描。它处理速度高达 15.4 Gbps,每秒可支持多达 7000 个全帧 3D 配置文件。Ruler3000 提取物体的真实 3D 形状,无论其对比度或颜色如何,

挪威Zivid公司首席执行官 Thomas Embla Bonnerud 说:“3D 相机需要变得更坚固。它们通常部署在严酷、无情的环境中。我们按照严格的工业标准构建了 Zivid 2,使其在振动、冲击和温度波动等非常恶劣的环境中保持校准和性能。大多数机器人停机时间与其视觉系统有关;我们制造了一台相机,阻止了这种情况的发生。”

Zivid Two 工业彩色 3D 相机

Zivid Two 工业彩色 3D 相机(图 15)专为臂上机器人操作而设计,适合手掌,重量不到 1 公斤。Zivid 还为 Zivid 2 推出了全系列的臂上操作附件,包括各种支架、外壳以及工业、高耐受性电源和以太网通信电缆,以实现长寿命操作和灵活性。“此外,我们一直在发布包含新功能的 SDK,供客户使用 Zivid 3D 彩色相机,”Bonnerud 补充道。

Zivid 彩色 3D 相机提供

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