در حالی که فناوری دید سه بعدی هنوز بین راه حل های نور ساختاریافته، دید تک چشمی/دوچشمی و راه حل های ToF مورد بحث بود، تیم به طور قاطعانه مسیر فناوری لیزر خطی + دید دوچشمی را انتخاب کرد. این رویکرد مقاومت نور دید سهبعدی را تا 180000 لومن بهبود داد، به دقت 0.02 میلیمتر رسید و عمق میدان را تا محدوده 500-4000 میلیمتر. 3 گسترش داد، دید بعدی دیگر محدود به سناریوهای خط مونتاژ صنعتی و نورهای محیطی ثابت و روشنایی ثابت نیست. مقاومت، قابلیتهای{10}ضد انعکاس، و سازگاری کامل با سناریو در محیطهای کم نور. فناوری سه بعدی لیزر خط + دید دوچشمی به سرعت در حال نفوذ به تولیدات سنتی است و "پارادایمی جدید" برای تحول دیجیتال صنعتی ایجاد می کند.
نوآوری ماشین آلات کشاورزی: دوربین استریو سه بعدی-خود توسعه یافته
در آن زمان، تولید پنبه سین کیانگ به مدت 22 سال متوالی رتبه اول را در کشور داشت، اما هزینه های کارگری برای برداشت هر سال بالغ بر 15 میلیارد یوان می شد. هنگام ارزیابی پتانسیل بازار، تیم اشاره کرد که اگر آنها بتوانند 10 درصد از بازار ربات های برداشت کننده پنبه را به خود اختصاص دهند، این واحد به تنهایی می تواند به طور محافظه کارانه 1.5 میلیارد یوان درآمد کسب کند.
با این حال، یک مشکل خاردار در طول توسعه ربات های برداشت کشاورزی به وجود آمد. اگرچه ربات مختصات با موفقیت توسعه یافته بود، فقدان یک سیستم موقعیت یابی بصری قابل اعتماد به شدت بر دقت تشخیص و کارایی برداشت تأثیر گذاشت. این تیم همچنین راهکارهای بینایی سه بعدی را از برندهای خارجی خریداری کرده بود. با این حال، بدون استثنا، این سیستم های بینایی اساساً نمی توانند نیازهای واقعی برداشت پنبه را برآورده کنند. آنها نه میتوانستند مشکل تشخیص پنبه را حل کنند و نه میتوانستند با نیازهای کاری نور با شدت بالا در فضای باز سازگار شوند.
در حال حاضر، جریان اصلی فنآوریهای دید استریو سه بعدی در بازار عمدتاً شامل راهحلهای نور ساختاریافته، راهحلهای{1}}زمان-پرواز (ToF) و راهحلهای دید دوچشمی است. اگرچه آنها در سناریوها و دامنه کاربرد متفاوت هستند، بدون استثنا، صرف نظر از اینکه کدام راه حل فناوری انتخاب شده است، محدودیت های خاصی وجود دارد.
نور ساختاریافته بر اساس اصل رمزگذاری لکه های لیزری، با استفاده از روش اندازه گیری فعال، که معمولاً از لیزر یا DLP و یک جفت دوربین دوچشمی تشکیل شده است، کار می کند. اندازه گیری نقطه لیزری سطح کار را با صدها هزار نقطه لیزر روشن می کند و دوربین های دوچشمی چپ و راست مختصات xyz را برای تولید یک تصویر ساختاریافته می سازند. DLP یک منبع نوری با طول موج خاصی را ساطع می کند و منبع نور با اطلاعات رمزگذاری شده بر روی جسم پخش می شود. اعوجاج الگوی رمزگذاری شده بازگشتی از طریق الگوریتمهایی محاسبه میشود تا اطلاعات موقعیت و عمق جسم به دست آید. در حال حاضر، اکثر شرکت های موجود در بازار به طور کلی از راه حل های نور ساختاری استفاده می کنند. با این حال، این راه حل در محیط های بیرونی با نور شدید خورشید با یک سری چالش مواجه است:
1) نور شدید خورشید می تواند دید نقاط لیزر را کاهش دهد و دوربین دوچشمی را برای گرفتن دقیق اطلاعات موقعیت نقاط لیزر دشوار می کند.
2) در موقعیتهایی با عمق میدان زیاد، تداخل نور ممکن است مانع از تشخیص واضح نقاط لیزری توسط دوربینهای دوچشمی چپ و راست شود که منجر به همخوانی تصویر و تأثیر بر دقت اندازهگیری میشود.
3) به منابع نور خارجی بسیار حساس است و ممکن است با سایر منابع نوری در محیط اطراف تداخل داشته باشد و بر دقت اندازه گیری عمق تأثیر بگذارد.
4) عمق میدان به طور کلی باریک است و میدان دید محدود است. به دلیل حساس بودن به نور، معمولاً فقط می تواند در شرایط روشنایی ثابت داخلی کار کند.
فناوری ToF (-زمان-پرواز) با ارسال مداوم پالس های نور به هدف و سپس استفاده از یک حسگر برای دریافت نور منعکس شده از جسم کار می کند. فاصله تا هدف با تشخیص زمان پرواز (رفت و برگشت) این پالس های نوری ساطع شده و دریافتی تعیین می شود. سنسور فاصله صحنه عکاسی را با محاسبه اختلاف زمانی یا اختلاف فاز بین نور ساطع شده و منعکس شده محاسبه می کند و در نتیجه اطلاعات عمق تولید می کند. همراه با تصویربرداری دوربین سنتی، این اجازه میدهد که خطوط سه بعدی جسم به صورت یک نقشه توپوگرافی با رنگهای مختلف نشاندهنده فواصل مختلف ارائه شود.
با این حال، اگرچه فناوری ToF کم هزینه-و سرعت پاسخگویی سریع است، تصویربرداری آن توسط وضوح پیکسلی الگوی نور ساختاریافته محدود شده است. سطح تصویربرداری الگوی نور ساختاریافته معمولاً به 600000 پیکسل محدود می شود و راه حل ToF اغلب از نظر دقت تصویربرداری و ثبت جزئیات کوتاه است. بنابراین، فناوری ToF در کاربردهای صنعتی با دقت بالا و مقیاس بزرگ محدود است و معمولاً در برنامههای مصرفکننده با دقت نسبتاً پایینتر مورد استفاده قرار میگیرد.
در مقابل، روش دید استریو دوچشمی نور مرئی با مشاهده یک شیء مشابه از دو منظر برای به دست آوردن تصاویری از یک جسم از منظرهای مختلف کار می کند. تصویر سه بعدی جسم با محاسبه انحراف موقعیت (اختلاف) بین پیکسل های تصویر با استفاده از اصل مثلث به دست می آید. از مزایای آن می توان به وضوح بالا، دقت بالا، مقاومت بالا در برابر نور قوی و هزینه کم اشاره کرد.