智慧製造2018.12.08

3D Camera 立體攝影機

飛飛

物聯網 自造者 創新

儘管人類的視覺能力仍然難以完全複製,3D影像一直以來都是廣為各界致力發展的技術。現在邁入物聯網時代,3D感測的應用更成了許多智慧功能中舉足輕重的組件元素之一。

 

3D Camera 立體攝影機所使用的3D感測,即是仿人類三維空間景深視覺,透過立體化影像,增進系統即時自動辨識能力。目前3D感測的原理主要可分為三種:其一為飛時測距(Time of Flight; ToF),乃投射光波(如紅外線),再以光波反射觀測點所量測出的物理數據進行距離計算,取得景深;其二為結構光(Structured Light),亦是採用光波物理特性,但以投射光束組成的特定圖案(通常為經緯式格子狀或直條紋)並進行編碼,利用實景深度所造成空間落差,產生獨特位置碼而取得景深;其三為立體視覺(Stereo Vision),借用人類兩眼視差別原理,以不同角度攝影錄像及相對距離為資料素材,經運算歸結出3D 影像。整體而言,飛時測距公認為感測速度較快、可量測較長遠距離,目前也漸漸取得較廣泛的應用,工業檢測、消費市場科技應用等都可見各科技大廠對其偏好。

 

自動影像辨識能力幾乎可說是為安控產業競爭的最重要核心價值,因此 3D Camera 自然迅速獲得安控產業的青睞。然而,其應用不只大幅提升人臉辨識、人與物影像區隔能力,譬如:店舖、賣場、行銷活動現場的自動即時人流計算,不僅可彌補人工計數的誤差與費力,結合雲端大數據,更能輕鬆取得人流與時間點的相對關係,精準化人氣與績效指標,作為實體商店、行銷活動日後的營運、行銷調整參考資料。交通運輸的車流、人流計算;物流業者需求的自動物件體積量測等還有更多其他應用。

 

延伸討論

智慧製造

雲端時代的虛擬化技術進行式

飛飛
雲是屬於第三方代管的運算平台。這樣做的好處是可以依情況迅速彈性變更 IT 資源,想用多少算多少,也能減低不少設備維護成本;更能從共享實體設備的量化觀念,經第三方服務供應商角色的經濟角度,提供較進階設備規格,獲得較優勢的資源效率,還能省卻種種品項採購的麻煩與冗長流程,減少可能的閒置設備。
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關於感測器的兩三事

飛飛
感測收集的資料囊括類比、數位兩種訊號輸出。一般自然界的連續波都屬於類比訊號,包括:風速、太陽幅射、光強度、聲波、電波等;由於數位時代電子儀錶的蓬勃發展,許多感測器均已能轉化類比訊號為數位訊號,方便數位資料處理。隨著科學研發成果進展愈發豐碩,人類對環境中的基本物質愈發瞭解,透過物理特性(如:聲波回傳測距、幅射能反應為熱感指標等)、化學變化(如:特殊物質遇特定氣體產生濃氣味或色變的氣體偵測等)等感測指標也已愈發多元又精密,還能以不同感測數據交叉比對,滿足高精準度要求的感測結果。
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感測器怎麼裝?

飛飛
時間不回頭,感測回報的數據也沒有重來的機會。精準度當然是毫無疑問的考量。然而,感測器的裝設還牽涉成本,這其中除了裝置的初始成本,還必須考量維護成本、耗能成本等。因此,感測器的裝設看似簡單概念,實行起來倒像是裝置藝術了。這話怎麼說呢?