3D傳感器是實(shí)現(xiàn)深度感知的核心技術(shù)。這些傳感器廣泛應(yīng)用于多種常見的3D視覺技術(shù)中，例如立體相機(jī)、激光雷達(dá)（LiDAR）、飛行時(shí)間（ToF）相機(jī)和激光三角測(cè)量。

通常根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)要求選擇合適的3D視覺方案，不同技術(shù)各有其優(yōu)勢(shì)。例如，激光雷達(dá)和激光三角測(cè)量技術(shù)，由于內(nèi)置諸如旋轉(zhuǎn)鏡等運(yùn)動(dòng)部件，因此不適合在惡劣環(huán)境中使用。

立體相機(jī)更適合戶外應(yīng)用場(chǎng)景，原因在于立體相機(jī)不易受到陽(yáng)光直射的干擾。例如，相較于其他3D傳感器，立體相機(jī)在成本方面更具優(yōu)勢(shì)。立體相機(jī)在計(jì)算圖像中的3D數(shù)據(jù)時(shí)，相較于上述其他技術(shù)，需要更高的計(jì)算能力。同時(shí)，部分立體相機(jī)具備板載處理能力，可減輕主機(jī)的數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)。此外，立體相機(jī)還可提供彩色圖像和彩色點(diǎn)云，而其他主流3D視覺技術(shù)則通常需另配彩色相機(jī)。

不同3D視覺技術(shù)在測(cè)量范圍與精度之間往往需要權(quán)衡。

對(duì)于任何類型的視覺傳感器而言，測(cè)量范圍與精度之間通常存在權(quán)衡關(guān)系。例如，遠(yuǎn)程傳感器的精度相對(duì)較低，而短距離傳感器則具有較高的精度。在測(cè)距能力方面，激光雷達(dá)具備最遠(yuǎn)的測(cè)距能力，其次是立體相機(jī)，最后是渡越時(shí)間傳感器。激光三角測(cè)量的覆蓋范圍雖然最短，但其精度卻更高。

遠(yuǎn)距離性能對(duì)于實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航與障礙物規(guī)避至關(guān)重要，而中距離性能則更適用于拾取-放置操作。近距離范圍探測(cè)主要?jiǎng)t用于物體的識(shí)別與檢查。

立體工業(yè)相機(jī)的應(yīng)用

立體相機(jī)因其在測(cè)量范圍與精度方面的靈活性，廣泛適用于大多數(shù)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景。這類相機(jī)具備較高的性價(jià)比，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，同時(shí)可輸出用于目標(biāo)識(shí)別的彩色圖像。

在工業(yè)領(lǐng)域中，立體相機(jī)主要應(yīng)用于兩類機(jī)器人系統(tǒng)：自主移動(dòng)機(jī)器人（AMR）和取放機(jī)器人。

AMR系統(tǒng)通過立體相機(jī)執(zhí)行SLAM（同步定位與建圖），一方面構(gòu)建環(huán)境地圖，另一方面實(shí)現(xiàn)自身在地圖中的定位。AMR能夠規(guī)劃前往指定目的地的路線，同時(shí)精準(zhǔn)檢測(cè)障礙物（包括物體/行人），并靈活地在這些障礙物周圍導(dǎo)航。

標(biāo)準(zhǔn)立體相機(jī)在AMR應(yīng)用中的特征/要求如下：

高幀率

低延遲

堅(jiān)固可靠

校準(zhǔn)保留

寬視野

遠(yuǎn)距離工作能力

高動(dòng)態(tài)范圍，以適應(yīng)室內(nèi)外不同光照條件

立體相機(jī)

在取放機(jī)器人中

的應(yīng)用實(shí)例

取放機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵組件包括：感知環(huán)境的視覺系統(tǒng)、用于數(shù)據(jù)處理和決策的控制系統(tǒng)，以及具備抓取或吸附功能的機(jī)械臂。此類取放機(jī)器人廣泛應(yīng)用于裝配、碼垛、拆垛及料箱分揀等多種工業(yè)任務(wù)。

以料箱分揀為例，其目標(biāo)是從容器中移除隨機(jī)放置的物體。在這些應(yīng)用中，視覺系統(tǒng)用于識(shí)別和定位目標(biāo)物體，隨后計(jì)算其方位，確保抓手能夠精準(zhǔn)抓取。然后，控制系統(tǒng)規(guī)劃出機(jī)器人的移動(dòng)路徑，有效避開途中的障礙物。最后，機(jī)器人順利拾起物體，并將其放置于指定位置。

標(biāo)準(zhǔn)立體相機(jī)在該類取放機(jī)器人應(yīng)用中的特征/要求如下：

高精度

低延遲

堅(jiān)固可靠

校準(zhǔn)保留

能夠在多塵/高濕度等工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行

針對(duì)不同大小的物體，需要在視野和工作距離上具備靈活性

Bumblebee X立體相機(jī)

Teledyne FLIR IIS的Bumblebee X立體相機(jī)，該產(chǎn)品配備工業(yè)級(jí)（IP67防護(hù)等級(jí)）、5千兆以太網(wǎng)接口，并集成板載處理能力的立體視覺系統(tǒng)。

Bumblebee X立體相機(jī)的主要特點(diǎn)：

高分辨率與高精度

搭載立體圖像處理算法，實(shí)現(xiàn)板載處理

24 厘米基線的遠(yuǎn)距離工作

靈活的視野選項(xiàng)（60、80 和 105 度）

長(zhǎng)時(shí)間的校準(zhǔn)保留

兼容外部圖案投影儀

支持Robot OS和GenICam接口