Zivid Two 工業彩色 3D 相機

過去兩年，系統集成商、原始設備制造商和最終用戶難以前往查看可供他們使用的眾多選項來解決他們自己或客戶的視覺/成像挑戰。這并沒有阻止制造商進行創新以改進市場上已有的產品并開發新產品。機器視覺的 3D 成像部分也不例外。發展導致 3D 成像范圍的不斷擴大以及簡化其實施的方法。

3D 成像是非常適合各種應用的解決方案。德國 Automation Technology首席技術官 André Kasper 觀察到：“3D 現在在行業中比 2D 更常用，因為 3D 成像，尤其是通過激光三角測量，不僅提供更多信息，但也提供更可靠和穩定的結果。”

采用 cx4090HS 傳感器模塊的 AT - 自動化技術模塊化傳感器概念 MCS。

AT - Automation 推出了其 C6 系列的第一個傳感器模塊：cx4090HS 模塊（圖 1），它補充了公司的模塊化 3D 傳感器概念 (MCS)。“cx4090HS 產品是一種高速模塊，其速度幾乎是我們所有其他 4K 3D 傳感器的兩倍，”Kasper 說。“此外，我們還推出了新的 C6 固件，其中包括 MultiPart、MultiPeak 和 GenICam3D 等新的創新功能。”借助 C6 固件，激光三角測量現在可用于玻璃檢測或二次和干擾反射檢測等應用。Kasper 補充說：“我們的 3D 傳感器特別適用于表面檢測、幾何控制（計量）以及機器人引導。”該公司計劃在 2022 年為其 C6 系列添加另一款產品。

加拿大LUCID Vision Labs公司營銷主管 Renata Sprencz 說：“由于 3D 深度數據精度和得益于 Sony 的 DepthSense? IMX556PLR 背照式 ToF 圖像傳感器技術，精度高。此外，我們的 Factory Tough? 工業平臺、緊湊的相機尺寸、HDR 和高速模式等新功能集以及具有競爭力的價格點為用戶開發 3D 成像系統和在具有挑戰性的環境中進行部署提供了一系列新機會。”

LUCID Vision Labs Helios2+ 3D ToF 相機

2021 年，LUCID Vision Labs 推出了 Helios2+ 3D ToF 相機（圖 2），這是該公司 Helios2 ToF 相機的高級版本，增加了兩種新的相機上深度處理模式：高動態范圍模式 (HDR) 和高速模式. Helios2+ ToF 相機的 HDR 模式結合了相位域中的多次曝光，可在包含高反射率和低反射率物體的高對比度、復雜場景中提供準確的深度信息。高速模式使用單相測量實現深度感知，從而實現更快的采集速度和與移動物體感知兼容的更高幀速率。在高速模式下，Helios2+ 相機可以在 2.5 米距離處以高達 103 fps 的速度運行。 Sprencz 評論道：“我們的 Helios2+ ToF 相機非常適合許多要求嚴苛的 3D 應用，例如 3D 檢測、自動化材料處理、和機器人技術更高效地運行，同時降低整體系統成本。”

Vzense DCAM710

美國Vzense公司首席執行官 Sahara Yang 表示：“3D 成像將改變我們已經意識到的世界。我們可以期待和開發更多的應用程序。”Vzense DCAM550 能夠解釋可靠和準確的 3D 深度數據，并可輕松定制各種物流和移動機器人集成，如避障、碼垛和包裹分割。DCAM550 具有寬視野（69°、51° 和高達 120° 水平可定制）和 VGA 分辨率（640 × 480 像素）以及可選的 IP67 防水性能。Vzense DCAM710（圖 3）允許客戶評估或研究小批量試生產。憑借寬 ToF 視場（69°、51°）、RGB 視場（73°、42°）、VGA 分辨率（640 × 480 像素）和 RGB 分辨率（1920 × 1080 像素）。

加拿大Matrox? Imaging 3D 傳感器產品經理Larouche 說：“最近，我們看到越來越多的客戶尋求 3D 解決方案來解決傳統 2D 檢測無法解決的問題，這些應用程序涉及，例如，區分物體的不同大小、形狀和位置。然而，一個挑戰是，這些客戶中的許多人對 3D 技術以及如何將這些技術集成到現有的視覺系統，甚至如何開始開發新的基于 3D 的系統方面不熟悉或不完全適應。他們正在尋找一種使用 3D 成像的簡單、流線型解決方案，而這正是 Matrox Imaging 目前正在集中精力的地方，通過創建像 Matrox Capture Works 這樣的工具，其圖形界面易于導航和控制，以及通過定期發布和更新軟件和固件，使開發基于 3D 的應用程序變得更加容易。”

Matrox Vision AltiZ 3D 高保真 3D 輪廓傳感器

2020 年底，Matrox Imaging 發布了用于機器視覺的 Matrox AltiZ 高保真 3D 輪廓傳感器（圖 4）。它們用于生成一致的輪廓、深度圖或點云。為了簡化集成，Matrox AltiZ 使用 GigE Vision 接口，支持 GenICam GenDC，這使其與 Matrox Imaging 軟件和第三方軟件完全兼容。2021 年，該公司致力于擴大其產品范圍，并進一步充實其在這一領域的能力。

Larouche 說：”首先，我們致力于提高性能以實現更高的掃描速率；在交替采集模式下，改進的掃描速率可以達到每秒 11,000 個配置文件。我們改進了 Matrox AltiZ 的固件，使 3D 采集變得更加容易，因為我們一直在尋求改善用戶體驗，讓 3D 技術集成到視覺應用中變得更容易。”為了促進 3D 技術的采用和集成，Matrox Imaging 開發了 Matrox Capture Works，這是一個配置和設置實用程序，隨其所有視覺軟件——Matrox Imaging Library (MIL) X 軟件開發套件、其子集 MIL-Lite X 和 Matrox Design Assistant? X 集成開發環境。我們還在最新的 MIL X SDK 服務包和最新版本的 Matrox Design Assistant X（我們基于流程圖的機器視覺 IDE）中發布了新的 3D 工具。 為了促進 3D 技術的采用和集成，Matrox Imaging 開發了 Matrox Capture Works，這是一個配置和設置實用程序，隨其所有視覺軟件——Matrox Imaging Library (MIL) X 軟件開發套件、其子集 MIL-Lite X 和 Matrox Design Assistant? X 集成開發環境。我們還在最新的 MIL X SDK 服務包和最新版本的 Matrox Design Assistant X（我們基于流程圖的機器視覺 IDE）中發布了新的 3D 工具。”

Larouche 補充道：” 為了促進 3D 技術的采用和集成，Matrox Imaging 開發了 Matrox Capture Works，這是一個配置和設置實用程序，隨其所有視覺軟件——Matrox Imaging Library (MIL) X 軟件開發套件、其子集 MIL-Lite X 和 Matrox Design Assistant? X 集成開發環境。我們還在最新的 MIL X SDK 服務包和最新版本的 Matrox Design Assistant X（我們基于流程圖的機器視覺 IDE）中發布了新的 3D 工具。”

Matrox Imaging 的 3D 傳感器經過優化，可用于任何利用 3D 技術的行業，包括質量控制應用，尤其是食品和飲料行業；打包;在汽車制造行業也是如此。

德國Basler AG公司3D 業務產品市場經理 Sanna Leinius 表示，特別是在必須分析物體的體積、形狀或 3D 位置時使用 3D 圖像處理或提高系統的可靠性。額外的深度信息有助于在物流和工廠中經常發現的不斷變化的環境中執行要求苛刻的視覺任務。她說：“因此，機器人能夠實時感知環境并在動態過程中靈活地行動。每一種 3D 成像技術都有其優點和缺點。徹底檢查哪種解決方案最適合特定的視覺任務非常重要。”

Basler AG 的立體相機產品組合

2022 年第一季度，Basler 將推出立體視覺解決方案，使任何機器人系統都能可靠地實時感知其環境。立體視覺允許結合經典和基于 AI 的方法進行位置、方向和對象大小檢測。Basler 立體視覺解決方案由兩個基線的工業級立體相機組成：一個 65 毫米變體，用于手臂上安裝的機器人 3D 視覺，一個 160 毫米變體，適用于靜態安裝，例如機器人單元。對齊的高端配件以及面向應用的軟件模塊完善了產品。

除了新的立體視覺產品，Basler 還進一步增強了其 blaze ToF 相機，引入了 HDR 等新功能，并將相機的 SDK 集成到 Basler pylon 軟件環境中。Basler 立體視覺系統是一種即插即用的機器視覺解決方案，不需要機器視覺方面的經驗或專業知識。它旨在支持從垃圾箱拾取到導航的機器人應用程序。憑借其板載處理能力，它可以直接集成，通常不需要外部計算機。其直觀的 Web 界面使其易于實施。

立體視覺和 ToF 這兩種 3D 成像技術都適用于物流、工業自動化、農業和醫療保健領域的各種機器視覺任務。

德國IDS Imaging Development Systems GmbH的技術作者 Heiko Seitz 說：“3D 攝像頭技術使機器人能夠識別其環境，以便對不同的條件做出獨立反應。因此，使用 3D 相機數據對環境的感知使許多以前只能由人類完成的創新應用成為可能。因此，它是自動化過程的重要組成部分。然而，與 2D 成像一樣，3D 相機硬件及其成像過程并不是良好 3D 成像的唯一關鍵。”

所有 Ensenso 3D 相機系列都可以通過 Ensenso SDK 輕松設置和操作。除了易于設置和支持 3D 相機校準的向導外，SDK 還包括基于 GPU 的圖像處理選項，可實現更快的 3D 數據處理。通過示例程序和源代碼，可以實現Ensensos在多機位操作中的多視角3D點云，或者通過IDS工業相機集成2D特征、條碼和顏色信息。即使是經常需要的任務，例如物體識別，現在也與“Partfinder”一起成為 Ensenso 軟件包的一個組成部分。軟件越人性化和完善，整體3D系統就越好。

IDS 成像開發系統 Ensenso 5 3D 相機

Seitz 說：“借助 Ensenso S（，我們擴展了我們的產品組合，推出了一款超緊湊且成本持續優化的 3D 相機。對于以前的系統過于昂貴和復雜的應用，它是一種工業級替代方案。為此，我們使用結構化激光優化了 3D 技術，以最大限度地提高數據的質量和穩健性，同時降低成本。”AI 技術支持 3D 原始數據的匹配和三角測量。根據 Seitz 的說法，S 系列是一款經濟實惠的 3D 通用相機，可用于廣泛的應用，例如監控、自動駕駛車輛或機器人技術。同時100%兼容Ensenso SDK。

美國DreamVu CRO 公司的 Mark Davidson 引用了他的公司在 2021 年為 3D 成像進行的軟件和硬件創新：“從軟件的角度來看，2021 年確實是軟件的大年。一個是移動機器人的障礙物檢測，創新是在整個水平視野和垂直視野范圍內進行 3D 障礙物檢測，但將其扁平化為 2D 激光掃描。因為我們發現，如今客戶的大部分基礎設施都在使用 2D 激光雷達進行障礙物檢測，而且他們已經習慣了 2D 數據集。對于他們來說，利用 3D 障礙物檢測需要大量額外的內存、處理等。

所以，他引用的另一項軟件創新是準確地實現深度人員檢測。他說：“最大的挑戰是跟蹤、當我說跟蹤時，我的意思是，如果我在視野中識別出你并將你標記為 001 人，確保當你四處走動和其他人進來并在現場穿梭時，我不會失去你作為 001 .因為視野如此之大，您永遠不會離開框架。這提供了找到某人而不失去他們的能力。我們讓我們的一個人繞過拐角回來，它能夠抓住那個人。因此，通過跟蹤進行人員檢測，當然，跟蹤以及坐標信息可以告訴您該人的確切位置。然后當我知道在哪里時——我們每秒更新大約 10 次——我可以進行流量管理。我可以預測這些人的去向。一個用例是讓 AMR 跟隨一個人而不會感到困惑。假設在商業清潔環境中，有人正在清潔機場，他們希望機器人跟隨他們從 A 點到 B 點。嗯，機場里擠滿了人。這是我們看到或在倉庫中看到的一個用例。”

在硬件方面，DreamVu 一直致力于將 3D 視覺與主動投影或紅外激光相結合。Davidson 說：“我們現在在實驗室里有原型相機。我們已經與客戶分享了一些數據，但我們將在第一季度對該產品進行抽樣，將視覺和紅外投影與我們的 360° 視野相結合。這個解決方案可以在完全黑暗的環境中工作，而且紅外投影提供了更好的深度精度——比立體視覺效果更好——所以我對此非常非常興奮。”

Photoneo 的 MotionCam-3D 3D 相機

2021 年初，斯洛伐克Photoneo公司正式發布了其 3D 相機 MotionCam-3D（圖 7），這仍然是公司整個 2021 年活動的主要重點。MotionCam-3D 由獲得專利的平行結構光，由 Photoneo 專有的 CMOS 傳感器實現。MotionCam-3D 面陣掃描 3D 相機能夠以高分辨率和準確度捕捉快速移動的物體并對其進行 3D 重建，而不會出現運動偽影。傳統的為區域掃描相機提供動力的 3D 傳感方法無法克服動態場景的高質量 3D 掃描挑戰，這種方法既可以提供高質量的 3D 圖像數據，也可以提供快速的掃描速度。MotionCam-3D 可以捕捉移動速度高達每小時 144 公里的物體，并提供 0 的點云分辨率。5 個型號的 9 MPixels 和 300 到 1.250 μm 的精度。該相機還可用于掃描靜態場景，在這種情況下，它可以分別提供高達 2 MPixels 和 150 至 900 μm 的分辨率和精度。Photoneo 公關專家 Andrea Pufflerova 說：

Photoneo 公關專家 Andrea Pufflerova 說：：“MotionCam-3D 減少了循環時間和延遲，這也極大地有利于手眼應用——機器人不需要像標準 3D 那樣停止移動來進行掃描傳感技術。由于其對振動和運動的有效抵抗，該相機還可以在農業領域實現全新任務的自動化，以掃描動植物，或在醫療領域捕捉人體部位。在這種情況下，它可以分別提供高達 2 MPixels 和 150 到 900 μm 的分辨率和精度。MotionCam-3D 減少了循環時間和延遲，這也極大地有利于手眼應用——機器人不需要像標準 3D 那樣停止移動來進行掃描傳感技術。由于其對振動和運動的有效抵抗，該相機還可以在農業領域實現全新任務的自動化，以掃描動植物，或在醫療領域捕捉人體部位。在這種情況下，它可以分別提供高達 2 MPixels 和 150 到 900 μm 的分辨率和精度。MotionCam-3D 減少了循環時間和延遲，這也極大地有利于手眼應用——機器人不需要像標準 3D 那樣停止移動來進行掃描傳感技術。由于其對振動和運動的有效抵抗，該相機還可以在農業領域實現全新任務的自動化，以掃描動植物，或在醫療領域捕捉人體部位。這也極大地有利于手眼應用——機器人不需要像標準 3D 傳感技術那樣停止移動來進行掃描。由于其對振動和運動的有效抵抗，該相機還可以在農業領域實現全新任務的自動化，以掃描動植物，或在醫療領域捕捉人體部位。這也極大地有利于手眼應用——機器人不需要像標準 3D 傳感技術那樣停止移動來進行掃描。由于其對振動和運動的有效抵抗，該相機還可以在農業領域實現全新任務的自動化，以掃描動植物，或在醫療領域捕捉人體部位。”

除了 MotionCam-3D，Photoneo 還提供 PhoXi 系列的工業級 3D 掃描儀，為掃描靜態場景提供亞毫米級分辨率、精度和高細節水平。

法國Terabee公司工業 4.0 項目和產品經理 Vincenzo Forte 表示，3D 成像正在吸引許多工業和非工業領域的興趣。他說：“以可承受的價格擁有符合工業標準的設備的重要性是開發創新應用的關鍵。”

Terabee 3Dcam VGA

Terabee 3Dcam VGA（圖 8）的開放系統允許計算機和機器視覺集成商在具有高分辨率和視場的相機上開發具有高度編碼靈活性的自定義應用程序。它具有開放的板載、基于 Linux 的計算能力。其分辨率超過 300 k 像素 (640 × 480) 和多個輸出，即深度、近紅外信號電平、點云和圖像質量表示，使該設備能夠發現高達毫米級的 3D 細節。該相機為 1 級激光，最大射程 5 m，視野為 90° × 67.5°。

該設備與用戶手冊和教程視頻捆綁在一起提供。此外，Terabee 3Dcam VGA SDK 包括： 用于客戶端和板載應用程序開發的 API，帶有 C++ 和 Python 示例；Windows 和 Linux 中的 GUI；以太網、RS485 和數字/PWM 輸出，可輕松集成到控制系統中。

西班牙Teledyne e2v公司3D 營銷經理 Yoann Lochardet 說：“ToF 系統的構思和開發通常比 2D 相機復雜得多，因為距離測量的性能是取決于各種系統級方面——時間精度、照明源（包括眼睛安全、光學等）“

Teledyne DALSA 視覺解決方案高級產品經理 Inder Kohli 說：“隨著處理技術的進步和人工智能的推動，客戶正在尋找從每個處理步驟中提取更多信息的方法。Z-Trak2 傳感器提供傳統 2D 成像技術中不易獲得的 3D 數據。對于需要 100% 在線檢測的工廠應用，3D 系統變得更加可靠、經濟實惠并且更易于部署和維護。”

Teledyne DALSA 的 Z-Trak2 3D 激光輪廓傳感器

Teledyne 的主要 3D 成像解決方案是 Hydra3D ToF 傳感器和 Z-Trak 系列激光輪廓儀。Z-Trak2（圖 9）是經過工廠校準的 3D 激光輪廓傳感器，使用 5GigE 提供 45.5-kHz 輪廓速率。Z-Trak2 專為高速 3D 應用而設計，通過允許用戶選擇有限脈沖響應 (FIR) 濾波器級、單通高動態范圍 (HDR) 和實時在線圖像濾波器，集成了增強配置文件的功能。更高質量的配置文件可以改進測量和更可靠的結果。Z-Trak 系列符合 EMVA 的 GenICam 3.0 和 SFNC 2.3，可以輸出各種 3D 格式的數據，并與現成的 3D 軟件包一起使用。

Hydra3D 是 Teledyne e2v 的最新高分辨率 ToF CMOS 圖像傳感器。該傳感器引入了多項創新：三抽頭高速像素、以非常靈活的方式增加線性動態范圍的強大功能以及片上嵌入的多系統管理功能。該傳感器適用于多個市場和應用，包括視覺引導機器人、物流和自動引導車輛。

德國Chromasens公司 研發主管 Maximilian Klammer 博士表示：“3D 相機能夠解決復雜的測量任務，并將質量檢測提升到一個新的水平。”

Chromasens 3DPIXA 波雙 7um 相機

2021 年，Chromasens 推出了 3DPIXA 波雙 7μm 相機（圖 10）。Chromasens 3D 現場應用工程師 Florian Thienger 表示：“3DPIXA wave dual 7μm 能夠以每像素 6.8 μm 的超高分辨率掃描，具有 100 mm 的超大掃描寬度和 14700 個高速測量點124 毫米/秒。3DPIXA 同時提供 3D 數據和彩色圖像。所有類型的照明都可用于 3DPIXA 的圖像捕捉。”Thienger 補充說，該相機適用于引腳檢測/金屬密封表面檢測、BGA 檢測/引線鍵合檢測、餅干檢測和肉類檢測以及金屬表面檢測等應用。

Cognex In-Sight? 3D-L4000 3D 視覺系統

康耐視（美國馬薩諸塞州內蒂克市；www.cognex.com）于 2021 年推出的主要 3D 解決方案是 In-Sight? 3D-L4000（圖 11），這是一種將 3D 激光位移技術與智能相機和易于使用的軟件。該系統使用戶能夠通過點云使用真正的 3D 零件成像快速、準確且經濟高效地解決各種檢查問題。與將 3D 圖像轉換為具有代表性的 2D 高度圖以進行基本工具處理的典型 3D 系統不同，In-Sight 3D-L4000 允許開發人員將視覺工具直接放置在零件的 3D 點云上。真正的 3D 檢測提高了結果的準確性并擴展了可以執行的檢測類型。因為檢查是 3D 的，

In-Sight 3D-L4000 包括傳統的 3D 測量工具，如平面和測高，同時引入了全新的、更強大的工具，從頭開始設計以利用真實 3D 空間中的檢測。新工具的設計具有 2D 視覺的簡單性，使各種不同的用戶和技能水平都可以使用它們。In-Sight 3D-L4000 系統中的 In-Sight 電子表格界面使用戶無需編程即可快速輕松地設置和運行 3D 應用程序。這種直觀的環境簡化了應用程序開發，并通過完整的 I/O 和通信功能集簡化了工廠集成。

LMI Technologies Gocator? 3D 智能傳感器。

加拿大LMI Technologies公司提供其 Gocator? 3D 智能傳感器（圖 12），用于工業在線應用中的在線檢測、工廠自動化、在線質量檢測、材料優化和智能 3D 機器人視覺。該系列激光和結構光傳感器可在單個封裝中提供 3D 掃描、測量和控制。Gocator 具有一套不斷擴展的 FactorySmart? 特性和功能，旨在解決現實世界的工廠挑戰。

Tordivel 的 Scorpion Stinger 神經 PC

挪威Tordivel公司推出了幾款 3D 相機。Scorpion Foodsafe 3D 相機基于立體視覺或 3D 激光三角測量，提供 400 至 3500 毫米的工作距離和集成偏振光。Scorpion Foodsafe 3D Venom 相機提供單相機立體視覺，工作范圍為 200 至 600 毫米，集成偏振光，分辨率為 0.01 毫米。可通過面板安裝的 Scorpion 3D Stinger Neural PC（圖 13）提供對 AI 和神經網絡的支持。它可以安裝在食品安全柜中。一切都由 Scorpion Neural Factory 2.0 版提供支持，用于對象定位、分割和缺陷分類。

SICK 美國的機器視覺產品經理 Ryan Morris 說：“隨著當今對更高吞吐量的需求；更準確的質量控制；對于 OEM、系統集成商和成熟的 3D 視覺最終用戶來說，SICK Ruler3000 是一個令人興奮的前景。由于已經完成了大量配置和調試工作，您可以快速將連續的行業標準數據流集成到更高級別的系統或機器人控制中。而且，通過在一臺設備中進行準確的 3D、反射率和散射光測量，您可以同時評估檢查的多個方面，以實現最佳的控制和測量信心。”

SICK USA 的 Ruler3000

Ruler3000（圖 14）將 SICK 的 Ranger3 流式攝像機與 2 類人眼安全激光、預選光學器件和固定幾何形狀相結合，以實現更簡單的配置和調試。Ruler3000 符合行業標準，可全面訪問機器視覺軟件工具，可在集成各行各業要求更高的檢查、測量和機器人引導任務時減少時間和復雜性。由 SICK 的高靈敏度 CMOS 傳感器和快速片上計算技術提供支持，Ruler3000 的集成流式攝像頭以快速生產速度可靠地掃描。它處理速度高達 15.4 Gbps，每秒可支持多達 7000 個全幀 3D 配置文件。Ruler3000 提取物體的真實 3D 形狀，無論其對比度或顏色如何，

挪威Zivid公司首席執行官 Thomas Embla Bonnerud 說：“3D 相機需要變得更堅固。它們通常部署在嚴酷、無情的環境中。我們按照嚴格的工業標準構建了 Zivid 2，使其在振動、沖擊和溫度波動等非常惡劣的環境中保持校準和性能。大多數機器人停機時間與其視覺系統有關；我們制造了一臺相機，阻止了這種情況的發生。”

Zivid Two 工業彩色 3D 相機

Zivid Two 工業彩色 3D 相機（圖 15）專為臂上機器人操作而設計，適合手掌，重量不到 1 公斤。Zivid 還為 Zivid 2 推出了全系列的臂上操作附件，包括各種支架、外殼以及工業、高耐受性電源和以太網通信電纜，以實現長壽命操作和靈活性。“此外，我們一直在發布包含新功能的 SDK，供客戶使用 Zivid 3D 彩色相機，”Bonnerud 補充道。

Zivid 彩色 3D 相機提供 <50 μm 的點精度、<0.2% 的尺寸正確性誤差和豐富的鮮艷色彩。由于 Zivid Two 3D 彩色攝像機設計用于安裝在機器人手臂上，它提供了擴展的整體 FoV 和多個 FoV 區域，允許機器人從多個箱/操作站和大工作區域工作，例如側面汽車，全部配備一臺機器人和一臺 3D 攝像頭。