3D传感器 为机器人装上“鹰眼”

据MIR DATABANK发布的数据显示，2020年物流设备行业高速发展，物流设备及系统整体投资规模增长20.4%，达到1,703亿元，未来几年也将保持快速增长趋势。随着工业自动化的日益发展，物流业的自动化水平不断提高，其自动化设备的发展水平也逐步提升。在智能制造、智慧工厂、物流自动化的发展趋势下，传感器在物流行业的作用逐渐显著，传感器技术的发展使得货物扫描、货品识别、货物搬运、运输分拣等环节更加精准高效，该技术的普及应用为智能物流的发展起到了巨大的作用。

随着机器人、协作机器人、自动导引车（AGV）变得越来越先进，其能够执行比过去更多的任务。3D传感器技术领域的技术进步，是推动这一趋势快速发展的重要力量，而在众多的云器 ，红外光源发挥着重要作用。艾迈斯欧司朗最新推出的Belago 1.1点阵投射模块，将VCSEL芯片、微透镜阵列（MLA）和紧凑结实的封装集成在一起，在机器人和自动导引车的主动立体视觉（ASV）的系统中实现环境传感，表现出色。

“无论是智能扫地机、自动割草机等消费类机器人，还是工业AGV以及自主移动机器人，在环境中活动时都需要‘视觉’。”艾迈斯欧司朗产品经理Matthias Gloor解释道，“我们的Belago 1.1点阵投射技术有助于构建周围环境的高分辨率全景图，采用可供客户轻松集成的封装，实现高效障碍物检测，从而为机器人提供精确的视觉功能。”

作为主动立体视觉解决方案的一部分，Belago 1.1支持创建环境的高分辨率三维图，帮助移动机器人避免与人或其他车辆（叉车）碰撞。

主动立体视觉使用两个特殊的红外摄像头，从而读取点阵投射到人眼不可见的特定视场上的图案。通过比较两个摄像头中场景的视角，计算出深度，进而生成高质量3D图。如果机器人前面有物体，会在3D图像上显示出来，并且允许机器人采取行动，如停止前行或绕过障碍物。

微透镜阵列提供特殊的点阵图案

红外VCSEL和专有光学系统（微透镜阵列，MLA）相互结合，产生5,000个单独的光点，从而绘制出Belago 1.1的半随机高密度点阵模型。这种交互还确保了两个红外摄像头捕捉到高对比度图像，进而保证产生高质量环境图像。Belago 1.1发出波长为940nm的光，并实现了可高达750 mW的光功率。机器人能够实时并可靠地检测到1-3m的路线距离，从而避免碰撞。点阵投射器将VCSEL芯片、微透镜阵列和封装组合在一个元器件中，大大减少了系统制造商的集成工作。4.2mmx3.6mmx3.3mm的小巧尺寸为客户开发节省空间的系统设计提供了便利。此外，其还集成了一个独立的安全机制（称为互锁），可确保人眼安全。该机制能够检测光学器件是否存在损坏或被拆除，如果有异常，则立即关闭光源。

使用于3D系统中的Belago 1.1点阵投射器适用于需要高分辨率三维图的其他未来市场应用领域，如用于门禁和支付终端的脸部识别身份验证。此外，其还能用于其他应用，例如物流链中使用摄像头测量体积，在游戏、家庭健身和设备控制等消费电子产品中实现手势检测等等。

为了评估Belago 1.1点阵投射器以及内置该投影的主动立体视觉系统的3D性能，艾迈斯欧司朗提供3D摄像头评估套件Hermes。该套件旨在帮助客户进行元器件和系统评估。借助额外的软件开发套件，Hermes可轻松集成到各种环境，以方便在实验室构建概念验证。除Belago 1.1外，艾迈斯欧司朗还有针对三大3D传感方式的照明模块和传感器产品组合——主动立体视觉（ASV）、结构光（SL）和飞行时间（ToF）。

供稿：艾迈斯欧司朗

来源：荣格-《智能制造纵横》


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