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友思特分享 | 高精度彩色3D相機：開啟嶄新的彩色3D成像時代
一、3D成像的新時代
近年來，機器人技術(shù)的快速發(fā)展促使對3D相機技術(shù)的需求不斷增加，原因在于，相機在提高機器人的性能和實現(xiàn)多種功能方面發(fā)揮了決定性作用。然而，其中許多應用所需的解決方案更復雜，僅提供環(huán)境的深度信息是遠遠不夠的。顏色區(qū)分或機器學習等高級圖像處理技術(shù)需要其他基本數(shù)據(jù)，為滿足這一要求，之前需要通過增加2D相機來實現(xiàn)。
友思特全新緊湊型 VST Ensenso C相機系統(tǒng)，集眾多功能和特色于一身，可以更準確高效地捕捉和解析3D數(shù)據(jù)。
3D相機系統(tǒng)將提高機器人和自主系統(tǒng)的能力，拓寬多功能精確應用領(lǐng)域的使用范圍。要實現(xiàn)這一點，3D相機技術(shù)必須跟上新的市場要求，這并不需要技術(shù)革命。不過，當前的系統(tǒng)很少能夠在集合多個組件的同時還能易于操作和集成，這使得應用開發(fā)方式往往復雜且成本高昂。即便系統(tǒng)更為復雜，但是只有方便易用才更具實用價值。
1.1預組裝方式便于快速調(diào)試
一類設(shè)備可以定制，一類設(shè)備則是方便易用的標準設(shè)備，它們之間的主要區(qū)別在于可配置性和靈活性，以及設(shè)置和調(diào)試的工作量。如何選擇取決于個人需求和應用場景?？啥ㄖ频脑O(shè)備更加自由靈活，但也需要更多的技術(shù)專業(yè)知識并會耗費更多調(diào)試時間。與之相反，標準設(shè)備易于使用，只需少量調(diào)整工作就能完成具體任務。
在發(fā)布全新C系列后，這兩種設(shè)備與高度靈活的X系列一起，豐富了VST Ensenso家族的相機陣營。您可以使用VST Ensenso相機選型器為具體應用選擇合適的標準型號，立即投入使用。
1.2集成2D彩色圖像的3D
VST Ensenso立體測量方法的一個優(yōu)點是，通過SDK始終可以獲得立體相機的2D圖像。因此，SDK不僅可以提供深度信息，還可以持續(xù)為進一步分析圖像提供基本數(shù)據(jù)，這樣就不必再為應用增加2D相機。
因此，2D圖像數(shù)據(jù)不僅可以作為紋理疊加在3D點云上來改進3D圖像，而且還可以實現(xiàn)識別對象邊緣以及在圖像中讀取代碼等功能。通過這種方式，系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)對象的三維檢測，方便機器人進行抓取，而且可以精確識別對象，從而進行精細處理。
VST Ensenso C系列現(xiàn)在專門配備了集成的RGB相機，因此還可以訪問同一場景的2D彩色圖像。這樣就可以應對不僅需要3D點云還需要彩色圖像的任務，擴展了相機的應用范圍。例如，對于AI圖像分析任務，彩色圖像通常被用作基本數(shù)據(jù)，相機很適合這類任務。
VST Ensenso C 專門配備了一臺集成2D彩色相機
為讀取包裹代碼等圖像處理任務提供基本數(shù)據(jù)
1.3緊湊且集成
如果一項應用需要使用和分析多個特征或基本數(shù)據(jù)，通常有兩種實現(xiàn)方式：一種是，整個任務所需的所有傳感器或組件都可以作為獨立設(shè)備進行操作。這樣做的優(yōu)勢是每個模塊化單元的選擇和維護非常靈活，缺點是在一個應用中集成和同步多個設(shè)備的技術(shù)要求高，需要更多專業(yè)知識。
另一種方式則是采用全新VST Ensenso C這類集成的設(shè)備，它們將所有組件封裝在一個安全的封閉外殼中。也就是說，工廠會優(yōu)化匹配立體相機、圖案生成器、2D彩色相機和燈光，用戶可以通過通用設(shè)備軟件 VST Ensenso SDK 調(diào)整和訪問系統(tǒng)。盡管應用越來越復雜，但這種3D相機系統(tǒng)非常緊湊，可以適應機器人和其他自主系統(tǒng)空間有限的狀況。
1.4遠距離大視野3D傳感器
對于目標距離長達5米的應用，3D相機系統(tǒng)的組件必須經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計并能相互協(xié)同，從而獲得深度值的高Z精度。在像 VST Ensenso C 這樣的立體測量系統(tǒng)中，長基線（兩個立體相機之間的距離）可以非常精確和穩(wěn)定地對各目標點進行三角測量。相機還擁有5MP 高分辨率，可以非常詳細地掃描對象結(jié)構(gòu)。對于完整的點云，即使物體表面紋理少，只有幾個突出像素，VST Ensenso C相機也可以依賴 200W LED圖案生成器，確保在5米的距離創(chuàng)造高對比度表面。此外，相機機械結(jié)構(gòu)剛性強，散熱經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，可以在很遠距離仍然能保持深度值的低偏差特性（在1m的距離處偏差僅為0.1mm）。
VST Ensenso C 在200 W功率投影儀的支持下
將高對比度紋理投影到待成像對象上
1.5實時3D點云圖像展示
附加的RGB傳感器生成紋理數(shù)據(jù)，使用顏色信息補充3D點云，從而確保逼真的3D展示。這使得在后續(xù)處理中更容易區(qū)分有色物體。
二、小結(jié)
VST Ensenso C 3D相機可以為應用提供高級圖像處理功能所需的基本數(shù)據(jù)。隨著VST Ensenso C推出，IDS在3D相機技術(shù)方面邁出重要一步。這款3D相機系統(tǒng)盡管外殼尺寸小巧，卻集中了 VST Ensenso 在3D視覺環(huán)境中的所有優(yōu)勢，尤其適合對精度要求高的領(lǐng)域的大規(guī)模應用。VST Ensenso C系列的眾多型號操作和調(diào)試都非常簡單，成為三維圖像處理的重要工具。
2.1產(chǎn)品方案特點
5m超長檢測工作距離
高達0.1mm精度@1m
200w大功率投影儀
動靜態(tài)場景下實時3D成像
內(nèi)部集成2D RGB傳感器捕獲彩色圖像
小巧緊湊堅固耐用
IP65/67工業(yè)級
檢測和識別
移動物體的自動空間檢測和抓取在許多應用中提高了生產(chǎn)力。高亮度投影儀還確保了單次拍攝圖像的高圖案對比度，從而生成用于對象處理的詳細3D數(shù)據(jù)。
料箱取件
所應用的3D相機的功能影響機器人成功檢測、拾取和放置零件的能力。Ensenso C通過集成RGB傳感器擴展了這些功能，適合有顏色需求的應用。
(去)托盤化
任意包裝箱和貨物的自動碼垛工作在物流應用中仍然是一個挑戰(zhàn)。即使各種貨物密密麻麻堆放在一起，且距離較遠，Ensenso C也能夠可靠檢測物體的大小、旋轉(zhuǎn)和實際位置。
測試和測量
在大體積應用中，從更遠距離對物體質(zhì)量參數(shù)進行非接觸式測量和檢查需要很高可再現(xiàn)3D分辨率。相機的長基線和圖案投影儀確保即使在5米的工作距離內(nèi)也能以毫米精度實現(xiàn)出色特征識別。