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ifm易福门3D ToF相机“制胜”中国市场的秘诀

发布时间: 2022-03-10 05:03:54 来源:新战略

核心提示: 3D TOF方案最适合移动机器人?

随着移动机器人行业的不断发展,其应用场景日趋丰富,由此对机器人的感知系统技术的要求也在逐渐提高。

3D视觉感知是近几年新兴起的技术,在移动机器人领域,越来越多的机器人即将或者正在被设计装备3D视觉系统,此项举措将更好地帮助机器人进行环境感知,挖掘潜力应用,实现更高的自由度和灵活度,且拥有更好的场景适应性。

作为工业传感器代表企业,ifm易福门3D ToF相机自2017年开始在移动机器人行业逐渐渗透,随后不断深入,目前已与国内众多移动机器人厂商达成合作。



产品:三大系列满足多场景需要

ifm(易福门)是一家德国家族企业,成立于1969年,至今在超过95个国家/地区拥有8100多名员工,近20万家用户。2005年在上海设立易福门电子(上海)有限公司作为中国区总部。ifm是工业自动化传感器、控制系统和整体解决方案的行业领导者,产品超8000多种,在传感器领域里有着深厚的积累。

此外,ifm早在20年前就收购了发明ToF芯片的企业PMD,并将其芯片大量用于工业测距传感器,因此在机器视觉方面ifm也一直保持着市场领先地位。

据ifm中国区产品经理何正介绍,当前,ifm为移动机器人行业提供的3D ToF 相机,主要针对工业场景,用于移动机器人末端识别及避障,具体分为3大系列:O3D、O3X、O3M。

① O3X:O3X的探测距离在3米以内。体积较小,性价比较高,主要用于移动机器人补盲。

② O3D:O3D的探测距离相对于O3X会更长,8米-10米。防护等级是IP67,部分版本的防护等级可达到IP69时,能直接泡在水里,不受影响。

③ O3M:O3M为户外型,探测距离在10-15米。工作温度为零下40℃~零上85℃,雨雾天气也能够直接在户外工作。

何正表示,“客户在选择产品的时候,需要根据机器人的车速以及它所需要探测的区域来选择对应系列的3D ToF相机。如O3X探测距离较短,当车速较快时,达不到想要的探测距离,而且抗光等级较弱,只适用于室内使用,而户外长距离的应用则可以选择O3M。”

何正提到,随着越来越多的移动机器人开始兼顾室内外作业,ifm近期也将推出全新的O3R系列,在性能上会有进一步的升级,可更好的适用于移动机器人户外作业的需要。



路线:深耕TOF方案

常见的3D视觉方案主要包括双目、结构光和ToF三个技术方向。

ifm基于TOF路线的 3D相机工作原理是用调制光源照亮一个场景,然后测量反射回来的波的相位差。由于光速是恒定的,ToF相机可以根据光线返回相机的时间来计算到场景中每个点的距离。ToF相机系统不是逐行扫描图像,而是一次照亮整个场景,然后测量反射回图像传感器的光的相位差。这些原始数据可以被快速捕获,计算出距离所需的方法也相对简单,ToF摄像机因此可以获得极高的帧速率。

何正介绍,ToF技术路线的主要优势在于,首先,不同于一般视觉技术易受光线影响的特性,相比其他原理的3D相机,ToF技术本身具备很强的抗光绕能力,环境适应性更好,同时对算力要求不高。其次,ToF基本上不存在盲区,“例如很多双目相机在30cm以内会有一个盲区,物体进入到这个区域内,相机识别不到,可能就会就认为前面是安全的,但TOF相机不会存在这个问题,因此安全性会更高。”

何正提到,由于ifm很早就高瞻远瞩地收购了发明ToF芯片的企业PMD,并将其芯片大量用于工业测距传感器,因此,在ToF应用方面,相较于其他同类型企业,ifm已积累了大量的经验。

在ToF技术方面的深厚积累使得ifm相关产品在稳定性方面拥有巨大优势,“在工业领域,核心零部件的稳定性其实是非常关键的因素,因此目前我们系列产品业主要是面向工业领域。应用比较多的主要是在叉车AGV及料箱机器人的末端识别抓取及避障,国内大部分工业移动机器人厂商跟我们都有合作”何正表示。



未来:市场为指向,赋能行业

从2017开始在中国市场推进应用,事实上,3D视觉在移动机器人领域的应用尚在初期阶段。未来,随着机器人不断更新迭代,对3D视觉系统也将有着更为严苛的要求,这也刺激了3D视觉系统升级。对此,何正做了一个形象的比喻:机器人在5年之前才装上眼睛,后期它对眼睛的需求会越来越大。

“目前的3D视觉系统仍然处于起步阶段,随着机器人的迭代发展,未来我们需要根据机器人厂商的需要,去提供更适配的产品,如更高的分辨率,更快的帧率,更好的环境适应性等,这些都是未来发展的方向。”

而除了技术方面需要不断突破外,市场推进方面,ifm也有自己的规划。

何正认为,移动机器人行业是一个朝阳行业,尤其是当前的中国移动机器人市场,百花齐放,各种新应用不断地被开发出来,并快速落地,这对零部件厂商是机会,同时也是挑战。

2022年,在移动机器人这一领域,ifm希望为中国市场提供更好的服务,除了发布最新的产品外,据了解,ifm正在扩大产品支持团队,“国内一些技术能力强大的头部企业拥有一定的开发能力,可是仍然有很多规模小的初创企业,在起步阶段资源有限,需要我们帮助他们更快地理解、应用整个产品。所以今年的目标也是朝着这个方向发展,希望能更好地为小规模的公司提供技术支持。”

尽管3D视觉技术还在起步发展阶段,但移动机器人行业欣欣向荣,根据中国移动机器人(AGV/AMR)数据统计,2021年度,中国市场企业整体销售工业应用移动机器人(AGV/AMR)72000台,较2020年增长75.61%,市场销售额达到126亿元(海外销售25亿元),同比增长64%。而伴随着行业的高速发展,也将会带动相关产业链的蓬勃。


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