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未来人工智能时代重要支撑——3D视觉传感技术

上传时间:2019-09-27来源:欧洲杯足球网

专家称,未来10年内,配备在各种物品上的传感器数量将达到千亿规模。多种传感器技术融合是物联网和人工智能时代的重要支撑。



多种传感器的功能与人和动物的感官功能类似。鸟类体内,好比有磁传感器;“电子鼻”可用于食品质量检测、毒品搜查,与狗鼻相仿;味觉传感器将化学材料与微电子器件结合,能识别多种味道;听觉传感器与人工智能结合后,能判断各种声音源的方向和距离,并能与人对话。在所有“感官”传感器中,视觉传感器的研发难度最大。

主要功能
视觉传感器是利用光学元件和成像装置获取外部环境图像信息的仪器。它的主要功能是获取足够的、机器视觉系统要处理的最原始图像,是整个机器视觉系统信息的直接来源。它是基于生物视觉和计算机视觉所提出的。主要由一个或者两个图像传感器组成,有时还要配以光投射器及其他辅助设备。图像传感器可以使用激光扫描器、线阵和面阵CCD摄像机或者TV摄像机,也可以是最新出现的数字摄像机等。


工作原理
视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡量,以像素数量表示。它的精度不仅与分辨率有关,而且同被测物体的检测距离相关。被测物体距离越远,其绝对的位置精度越差。


在捕获图像之后,视觉传感器将其与内存中存储的基准图像进行比较,以做出分析。例如,若视觉传感器被设定为辨别正确地插有八颗螺栓的机器部件,则传感器知道应该拒收只有七颗螺栓的部件,或者螺栓未对准的部件。此外,无论该机器部件位于视场中的哪个位置,无论该部件是否在 360 度范围内旋转,视觉传感器都能做出判断。



优势与应用
视觉传感器具有低成本和易用性的特点,吸引机器设计师和工艺工程师将其集成入各类曾经依赖人工、多个光电传感器,或根本不检验的应用。视觉传感器的工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。比如在包装生产线,用于确保在正确的位置粘贴正确的包装标签;在药品包装生产线,检验阿斯匹林药片的泡罩式包装中是否有破损或缺失的药片。

3D视觉传感技术
视觉传感器种类很多,包括雷达式传感器、单摄像头传感器、双摄像头传感器等。雷达式传感器是一种主动式视觉传感技术,与被动式采光的摄像机相比,能耗比较大,“看”到的图像信息也不够多。摄像头则与人眼一样,都是被动式采光,但如果只用一台摄像头,就无法获取立体图像,而当视觉传感技术成为研究热门时,人们继续追求更加立体的图像显示,3D立体成像顺理成章地成为热门研究,双摄像头传感器技术必将成为未来的主流。


3D视觉传感器具有广泛的用途,比如多媒体手机、网络摄像、数码相机、机器人视觉导航、汽车安全系统、生物医学像素分析、人机界面、虚拟现实、监控、工业检测、无线远距离传感、显微镜技术、天文观察、海洋自主导航、科学仪器等等。这些不同的应用均是基于3D视觉图像传感器技术。特别是3D影像技术在工业控制、汽车自主导航中具有急迫的应用。


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