3D视觉技术必须发展并适应不断变化的市场条件——尤其是在加速变化的时期，例如新冠肺炎疫情在全球爆发，几乎改变了生活的方方面面。不同类型的3D技术适用于不同行业的不同任务和应用。无论是立体视觉、激光三角测量、结构光、飞行时间(ToF)还是其他技术，3D成像技术都在不断发展，并扩展到更多的市场，帮助最终用户和原始设备制造商解决新的和具有挑战性的成像问题。

使用3D区域扫描技术

　　由于新冠肺炎疫情的爆发，人们以前所未有的需求转向电子商务平台，这涉及物流、仓储和包装。公司提出了巨大的挑战，这些公司被迫不断扩大经营和业务规模。许多物流和仓储应用，包括货物的交付、仓储和包装，严重依赖于各种类型的3D成像技术。

　　“集装箱拣选应用程序需要实现区域扫描和3D点云。虽然集装箱拣选可以说是最广为人知的事实，但它是最难实现的3D类型之一。”集成技术公司公司首席视觉系统架构师大卫·德绍(David Dechow)表示，“目前，大多数集装箱拣选都无法满足所有客户的需求，因为它需要极高的速度、随机拣选和机器人像人一样移动。”

　　使用飞行时间计算和测量

　　虽然立体视觉和结构光等区域扫描的3D技术可能有助于集装箱拣选的应用，但飞行时间(ToF)技术更有助于完成测量和计算集装箱尺寸等任务。

　　LUCID Vision Labs的新Helios2 ToF相机旨在物流、材料处理和机器人应用。与旧版Helios相比，新相机的透光率提高了2.5倍，3D精度提高了50%以上。客户的需求是公司不断突破技术极限的动力。透明的公司创始人兼总裁Rod Barman表示:“考虑到这一点，我们将最新技术融入到设计的产品中，以应对当前和未来的潜在应用挑战，如尺寸测量、机器人和AGV。”

　　对于康耐视来说，3D应用在物流领域最大的需求就是盒子尺寸标注，尤其是零件在运动中移动的时候。过去，在这种应用中，通常使用多个激光器和一个外部摄像头来帮助捕捉图像。然而，现在，通过一个类似于3D-A1000的系统，结合2D和3D的智能相机可以从网络界面快速确定尺寸。

　　康耐视3D产品高级总监兼业务经理John Keating解释说:“使用A1000系统可以简化设置。这是一个基于网络的界面，但它仍然是一个可视摄像头，提供了一个简单的设置练习。”部署3D应用程序越容易，人们对3D的担忧就越少。

　　基廷表示，随着客户在3D-A1000中的成功，在物流领域开辟了新的3D应用，例如在经典的空托盘场景中定位物体，这在很长一段时间内都是一个困难的应用。

　　对于Matrox成像公司3D sensor的产品经理Mathieu Larouche表示，传统应用，如用于箱子拣选和码垛以及箱子尺寸测量的视觉引导机器人，也是3D成像背后的重要驱动力。为了方便顾客，Matrox公司还积极参与支持GenICam的GenDC模块，旨在规范3D相机/传感器与应用软件之间的组件数据交换。

　　就市场的潜在影响而言，拉罗什认为，3D成像的一个潜在有趣领域是将深度学习应用于3D成像，以促进后者的使用。

　　循环时间中的注意事项

　　包装应用也越来越依赖3D视觉，CapSen Robotics。公司首席执行官贾里德·格洛弗说，但最终用户和原始设备制造商必须提前考虑周期时间的要求，以避免任何问题。

　　在许多三维视觉导航机器人应用中，机器人每次拾取或释放货物时都以不同的方式移动。例如，与重复相同动作的机器人相比，3D视觉导航机器人的周期时间不太稳定，这就是为什么在生产线设计中考虑这一因素很重要。在拣选机器人前后应建立额外的缓冲区，或者如果需要达到一定的循环时间而不出现偏差，应增加额外的机器人作为冗余。

　　应该公司在设计CapSen PiC容器拣选产品时，考虑了这些周期时间。该系统使用高度加速的专有GPU数学库、并行图像处理和运动控制，在传统的6轴机器人上实现低至两秒的周期时间。

　　基廷说:“考虑一个场景，箱子里装满了瓶子，你必须处理倾斜等问题。”“当瓶子四处移动时，2D视觉会出现问题，但3D视觉提供了理解深度的能力。”与传统系统相比，康耐视的全新In-Sight 3D-L4000嵌入式视觉系统使用户能够直接将视觉工具应用于组件的3D图像，可以提供更高的精度，从而扩展了可以进行的检测类型。

　　康耐视已经看到了帮助客户快速解决包装问题的巨大潜力。例如，当客户需要看到较低水平混合的特定区域下方时，3D成像解决了这一问题。

　　软件为工厂内外打开了新的大门。

　　传统机器视觉之外的一些应用也受益于3D视觉。以铁路检查为例。高速、连续振动和恶劣的环境条件可能会给三维铁路检测的应用带来困难。但是，如果安装正确，检查履带轮廓和轮辋的磨损和损坏将有助于防止事故发生，并确保安全可靠的运行。这是Photonfocus。公司基于三角测量的照相机的一个流行应用是使用外部激光器和单独的照相机，而不是集成单元。

　　Photonfocus为这类应用提供了一些特定的优势，包括一个名为LinLog的相机内固件功能，允许相机实时执行高动态范围成像。用户可以在明亮和黑暗的条件下使用LinLog，它提供了可用于检查目的的平均图像。

　　检测多条激光线的轮廓是一项复杂的检测任务。Photonfocus通过其多峰谱线查找算法提供这一功能。比如激光束被镜子反射后，会四处反弹，形成一条主线和许多副线。Photonfocus算法可以帮助OEM找到合适的激光线进行检测。

　　Photonfocus表示:“我们在3D算法方面拥有丰富的经验，并且总是根据客户的需求进行改进。”公司固件/设计总监烈斗·莱恩哈特(Andrew Lienhardt)说，“例如，在扫描金属或玻璃时，反射的固有问题可以在算法中解决。这是我们为客户并行检测多条线路的主要原因之一，也是我们的3D解决方案与其他几个市场一起部署到铁路检测的原因。”

　　面向希望开发自己的专用3D成像系统的机器制造商和系统集成商。公司Open eVision软件中包含的Easy3D库和其他软件工具可以帮助它开发3D机器视觉检测应用程序。例如，如果客户希望使用一条或两条投影到移动表面上的激光线来实现3D成像系统，则需要提取激光线，然后将其转换为高度图或3D点云，这是3D处理和分析所需要的。公司美洲销售和支持副总裁Mike Cyros解释道。

　　“除了Easy3D软件库，Euresys还通过我们的Coaxlink Quad 3D-LLE图像采集卡为这类应用提供现成的硬件，该采集卡可以自动、即时地从CoaXPress相机中提取激光线，”他说。“我们不提供完整的固定功能3D解决方案，而是为客户提供必要的构建模块，以便他们可以更轻松地构建自己的3D视觉系统。”Easy3D软件和Coaxlink Quad 3D-LLE为系统开发人员提供了广泛易用的功能。

　　不断发展三维成像技术

　　3D成像技术继续发展，可能会达到一个拐点。约翰·基廷建议人们开始将3D视为一个通用术语，指的是以不同方式创建3D图像的不同设备的集合，就像2D相机以不同方式创建2D图像一样。

　　“3D不能被视为单一类型的技术，因为我们有基于激光的方法、飞行时间、立体视觉和其他类型。”他说，“我认为人们开始动摇他们对3D的先入为主的想法，并开始以更类似于2D的方式来思考它。”

　　甚至有时3D成像技术的名称是不同的。许多公司他们的产品在市场上不会被冠以同一个名字，但是使用其他名字的解决方案仍然可以提高生产力，这才是最重要的。