罗克韦尔1746-NO8I
机器视觉从2D进化到3D立体“视界”,常见常用的刷脸支付、Face ID、VR、无人便利店、智能机器人等产品技术,背后关键的科技便是3D视觉技术。
在过去几年里,3D视觉概念迭出,大量资本涌入这个赛道,新进企业众多。业内人士普遍认为,3D视觉在工业领域的产值和产出,可能要远远大于消费领域,但因为渗透率很低,推进速度不够快,当前3D工业相机的规模在几亿美金区间,设备和软件在20亿美金水平,但行业市场有50倍以上的渗透率增长空间。
从2D到3D的赛道变化
2D技术起步较早,技术也相对成熟,在过去的30年中已被证明在广泛的自动化和产品质量控制过程中非常有效。
2D技术根据灰度或彩色图像中对比度的特征提供结果。2D适用于缺失/存在检测、离散对象分析、图案对齐、条形码和光学字符识别(OCR)以及基于边缘检测的各种二维几何分析,用于拟合线条、弧线、圆形及其关系(距离,角度,交叉点等)。
3D视觉利用近红外线光来扫描周围环境,再由CMOS图像传感器接收并转换为数字信号,通过芯片计算出物体在三维空间中的远近与相对位置,因此能了解物体的动作、与环境的互动,由此即能发展出由动作控制计算机的体感操控,检测出前方的物体等。
由于2D视觉逐渐无法满足对复杂对象识别和尺寸测量精度日益增加的要求,因此也催生了3D视觉的增长。从2D转向3D,需要所获取信息质量和数量的飞跃。相对来说,2D视觉市场积淀深,3D视觉方案只有达到成熟度,才可以实现2D向3D的转变。
过去工业生产采用的机械臂都是盲取,闭着眼睛照着设定好的路径加工,没有更高阶的智慧判断。如果采用3D视觉后,就可以在更复杂的环境里更夹取物件。业界认为,从2D到3D的过渡将成为继黑白到彩色,低分辨率到高分辨率以及静态图像到电影之后的第四次革命。
但是3D机器视觉技术门槛高,涉及到光学、结构、散热等跨学科设计问题,再加上芯片、算法构成的复杂系统设计,需要技术实力,投入足够的时间和人才,才可以研发相关方案。技术门槛高、投入大、研发企业少都是3D视觉发展路上的拦路虎。
在3D视觉兴起之后,选择2D视觉还是3D视觉,成为一个有争议的问题。有业内人士表示,3D视觉将替代2D视觉;但也有观点认为,3D视觉价格高,在可以应用2D视觉的场合,没有必要用3D视觉;当然还有第三方观点认为,2D视觉和3D视觉可以融合应用。
就具体技术角度而言,2D颜色和3D几何数据的采集是从两个不同的物理通道进行的。
从落地来看,目前3D主要应用于大型工业制造业企业、物流、智慧城市监控,以及少部分消费应用场景等,从探索到突破,在落地的路上逐显繁荣。
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Mitsubishi A1SH42 Input Output Module 24VDC A1SH42
NEMIC LAMBDA JWS300-24 24V Power Supply JWS30024
Crouzet GRD 84130103 Solid State Relay GRD84130103
Cutler Hammer 9253C03H09 Neutral Sensor 1600:1 A 1A
Cutler Hammer CH AN16NN0 Size Sz 4 Starter 135A 240V
Littelfuse KLP-C-1600 1600A Fuse 600V L A KLPC1600 NIB
ITE Gould 5600 Breaker Size 3 14HSt32A MCC Bucket 150A
Mitsubishi A1SY41 Output Unit Module 12/24VDC A1SY41
Mitsubishi/Freqrol FR-A024-2.2KP AC Inverter 2.2K 230V
Cutler Hammer 3P82-601 Current Transformer 600:5 A 5A
NEMIC LAMBDA EWS300-28 28V Power Supply EWS30028
Mitsubishi A1SY42 Output Unit Module 12/24VDC A1SY42
Square D I-Line FY14020A FY-14020A FY 20 Amp 20A A New
Westinghouse Breaker MCP431800R 150Amp A 150A
Fanuc Ltd. A20B-8001-0124/03B Remote I/O Board
Fuji Circuit Breaker BU-ESB3020 20 Amp 20Amp 20A A
Fuji Circuit Breaker BU-ECA3030 30 Amp 30Amp 30A A
Square D Breaker LCL LCL36500 500 Amp A 500A
Data Instruments D42652-01 Control Board w/IF-30-16
ITE Gould 5600 Breaker Size 4 14JTt32A MCC Bucket 150A
Square D Circuit Breaker FAL FAL12015 15 Amp A 15A New
Mitsubishi A1SJ71LP21 Melsec Net 10 dual fiber module
Westinghouse WH Size Sz 4 A200M4CW Motor Starter 240V
PMC 600T-801 Current Transformer 800:5 A 5A Split Core
Square D Circuit Breaker FAL FAL12020 20 Amp A 20A New
Tranter Superchanger Plate Frame Heat Exchanger 06T26UP
Rexroth Murrelektronik CH-32C-11 Card Connector Base
Powerformer Transformer 30 kVA 480/208Y/120 3PH 208 Y
Mitsubishi A1S68DAV Output D/A Converter Unit module
FPE Transformer 11 kVA 460/230Y/133 V 230 Y 11kVA 3 PH
Mitsubishi AY51-UL Output module Melsec triac AY51UL
GE 6KAF343001E$A1 1 HP Drive 1HP AF-300E$ AF300E$
Nemic-Lambda FS-300-24 24V/14A Power Supply FS300-24
Data Instruments D42517-01 Control Board Rev E
Mitsubishi AJ71LP21 Melsec AJ71-LP-21 Net 10 module
Furnas System 89 Size 1 Breaker Type Starter MCC Bucket
Mitsubishi AJ71C24 Melsec Computer Link Module AJ71-C24
Mitsubishi AJ71P41 Melsec Communication Interface AJ71
Omron C500-CT021 Counter Unit C500CT021
LAMBDA LMS-6120 Regulated Power Supply LMS6120
Westinghouse 4710A55H21 Current Transformer 100:5 A CT
Omron CV500-PS221 Power Supply Unit CV500PS221 PS
Square D Circuit Breaker KIL36200 200Amp 200A A Amp
GE Fanuc IC693CBL315-06D Interface Cable GESCBL315-06D