《智能倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)》 課件-3.3-3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)

3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)一、什么是3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)二、3D視覺(jué)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀三、3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)一、什么是3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)3D視覺(jué)技術(shù)是指通過(guò)3D攝像頭能夠采集視野空間每個(gè)點(diǎn)位的三維座標(biāo)信息，通過(guò)算法復(fù)原智能獲取三維立體成像，不會(huì)輕易受到外界環(huán)境、復(fù)雜光線的影響，技術(shù)更加穩(wěn)定，能夠解決以往二維體驗(yàn)和安全性較差的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)光三角測(cè)量是一種常用的3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)原理。它通過(guò)投射特定波長(zhǎng)的光源的光圖案到被測(cè)物體表面上。當(dāng)光線照射到物體表面時(shí)，物體的形狀和曲率會(huì)對(duì)光線進(jìn)行調(diào)制，形成一幅有關(guān)物體形狀的圖像。這些圖像被捕獲并用于計(jì)算物體表面上各點(diǎn)的深度或三維坐標(biāo)。通過(guò)識(shí)別和分析光圖案的形變或位移，可以確定每個(gè)像素點(diǎn)在三維空間中的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體形狀和位置的檢測(cè)。立體視覺(jué)原理基于使用至少兩個(gè)攝像頭或傳感器來(lái)模擬人眼的雙眼視覺(jué)。這些攝像頭或傳感器放置在不同的位置，從不同的角度觀察同一物體。通過(guò)比較和分析這些圖像之間的差異，可以獲取物體的深度和三維信息。通過(guò)在圖像中匹配相應(yīng)的特征點(diǎn)，如邊緣、角點(diǎn)或紋理，可以計(jì)算出這些特征點(diǎn)在不同攝像頭視角下的位置差異，從而得到物體的三維坐標(biāo)。二、3D視覺(jué)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀3D視覺(jué)技術(shù)在眾多領(lǐng)域具有極高的戰(zhàn)略意義，目前中國(guó)3D人臉識(shí)別落地應(yīng)用居全球領(lǐng)先水平。值得一提的是，國(guó)內(nèi)3D視覺(jué)技術(shù)獨(dú)角獸奧比中光，是唯一可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)結(jié)構(gòu)光3D傳感攝像頭的中國(guó)企業(yè)，3D傳感專利數(shù)與蘋果、微軟等并列世界前三，其3D視覺(jué)模組、算法以及配套解決方案可廣泛適配于多品牌、多形態(tài)的智能終端，更是為3D視覺(jué)領(lǐng)域發(fā)展開拓廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。比如OPPOFindX、支付寶刷臉支付便是采用奧比中光3D視覺(jué)模組的方案。除了在手機(jī)以及刷臉支付、刷臉過(guò)閘機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景布局之外，3D視覺(jué)方案幾乎無(wú)所不能，在智能家居、智能安防、汽車電子、工業(yè)測(cè)量、新零售、智能物流等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，堪稱賦能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的最大推力。二、3D視覺(jué)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀以我們每個(gè)人息息相關(guān)的智能家居領(lǐng)域?yàn)槔?D視覺(jué)可以令智能家電獲得感知物體形態(tài)和距離的能力，可以使用手勢(shì)識(shí)別、骨骼識(shí)別來(lái)操控家電，開啟智能家居的新時(shí)代。而在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，3D視覺(jué)技術(shù)同樣有著巨大的商業(yè)價(jià)值。當(dāng)機(jī)械臂或者機(jī)器人利用3D感知物體的大小、形態(tài)之后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同形狀的物體進(jìn)行高度自動(dòng)化操作，不再局限于處理單一形態(tài)的物體，驅(qū)動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)力迎來(lái)創(chuàng)新變革。三、3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1.不受目標(biāo)物體對(duì)比度的影響，測(cè)量更加精準(zhǔn)2D視覺(jué)檢測(cè)嚴(yán)重依賴于被測(cè)物體表面的對(duì)比度，如果不能滿足特定光照條件（照射角度、波長(zhǎng)等），則無(wú)法準(zhǔn)確地從圖像背景中提取出關(guān)心的特征，導(dǎo)致可靠性和測(cè)量精度都無(wú)法得到保證。另外，2D視覺(jué)根本無(wú)法檢測(cè)黑色背景上的黑色物體。3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)是使用結(jié)構(gòu)光三角測(cè)量原理，將特定波長(zhǎng)的激光圖案投射到物體表面。光投射平面與相機(jī)光軸之間的夾角是固定的，因而系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員無(wú)需考慮光源的照射角度及波長(zhǎng)問(wèn)題。圖像中的前景是被物體表面形狀調(diào)制后的激光圖案，圖像對(duì)比度是恒定的，只取決于物體表面材質(zhì)的反光能力，不受環(huán)境光變化影響。三、3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)2.支持形狀測(cè)量2D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)無(wú)法提供高度信息，只能在平面上進(jìn)行幾何測(cè)量，任何與高度信息關(guān)聯(lián)的檢測(cè)需求都不能滿足，比如以下場(chǎng)景：（1）抖動(dòng)檢測(cè)—表現(xiàn)在高度值發(fā)生變化；（2）翹曲檢測(cè)—兩側(cè)高度不一致；（3）厚度檢測(cè)—高度相減。3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)能夠識(shí)別物體的空間立體位置和表面信息，被測(cè)物體可以在傳感器的有效測(cè)量范圍內(nèi)任意移動(dòng)或擺放。三、3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)3.安裝簡(jiǎn)單，操作方便2D視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)必然存在相機(jī)和光源，為了滿足特定的光路條件，待檢物體，相機(jī)、光源之間必須滿足特定的位置關(guān)系，尤其是對(duì)于光路復(fù)雜的場(chǎng)景，位置關(guān)系就更加復(fù)雜了。再者對(duì)于尺寸測(cè)量類的檢測(cè)項(xiàng)目需要到安裝現(xiàn)場(chǎng)才能進(jìn)行標(biāo)定，位置關(guān)系一旦發(fā)生變化，必須重新標(biāo)定。這給安裝調(diào)試