3D傳感器是實現(xiàn)深度感知的核心技術(shù)。這些傳感器廣泛應(yīng)用于多種常見的3D視覺技術(shù)中，例如立體相機、激光雷達（LiDAR）、飛行時間（ToF）相機和激光三角測量。

通常根據(jù)應(yīng)用場景和技術(shù)要求選擇合適的3D視覺方案，不同技術(shù)各有其優(yōu)勢。例如，激光雷達和激光三角測量技術(shù)，由于內(nèi)置諸如旋轉(zhuǎn)鏡等運動部件，因此不適合在惡劣環(huán)境中使用。

立體相機更適合戶外應(yīng)用場景，原因在于立體相機不易受到陽光直射的干擾。例如，相較于其他3D傳感器，立體相機在成本方面更具優(yōu)勢。立體相機在計算圖像中的3D數(shù)據(jù)時，相較于上述其他技術(shù)，需要更高的計算能力。同時，部分立體相機具備板載處理能力，可減輕主機的數(shù)據(jù)處理負擔(dān)。此外，立體相機還可提供彩色圖像和彩色點云，而其他主流3D視覺技術(shù)則通常需另配彩色相機。

不同3D視覺技術(shù)在測量范圍與精度之間往往需要權(quán)衡。

對于任何類型的視覺傳感器而言，測量范圍與精度之間通常存在權(quán)衡關(guān)系。例如，遠程傳感器的精度相對較低，而短距離傳感器則具有較高的精度。在測距能力方面，激光雷達具備最遠的測距能力，其次是立體相機，最后是渡越時間傳感器。激光三角測量的覆蓋范圍雖然最短，但其精度卻更高。

遠距離性能對于實現(xiàn)自主導(dǎo)航與障礙物規(guī)避至關(guān)重要，而中距離性能則更適用于拾取-放置操作。近距離范圍探測主要則用于物體的識別與檢查。

立體工業(yè)相機的應(yīng)用

立體相機因其在測量范圍與精度方面的靈活性，廣泛適用于大多數(shù)倉儲機器人應(yīng)用場景。這類相機具備較高的性價比，結(jié)構(gòu)堅固耐用，同時可輸出用于目標識別的彩色圖像。

在工業(yè)領(lǐng)域中，立體相機主要應(yīng)用于兩類機器人系統(tǒng)：自主移動機器人（AMR）和取放機器人。

AMR系統(tǒng)通過立體相機執(zhí)行SLAM（同步定位與建圖），一方面構(gòu)建環(huán)境地圖，另一方面實現(xiàn)自身在地圖中的定位。AMR能夠規(guī)劃前往指定目的地的路線，同時精準檢測障礙物（包括物體/行人），并靈活地在這些障礙物周圍導(dǎo)航。

標準立體相機在AMR應(yīng)用中的特征/要求如下：

高幀率

低延遲

堅固可靠

校準保留

寬視野

遠距離工作能力

高動態(tài)范圍，以適應(yīng)室內(nèi)外不同光照條件

立體相機

在取放機器人中

的應(yīng)用實例

取放機器人系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵組件包括：感知環(huán)境的視覺系統(tǒng)、用于數(shù)據(jù)處理和決策的控制系統(tǒng)，以及具備抓取或吸附功能的機械臂。此類取放機器人廣泛應(yīng)用于裝配、碼垛、拆垛及料箱分揀等多種工業(yè)任務(wù)。

以料箱分揀為例，其目標是從容器中移除隨機放置的物體。在這些應(yīng)用中，視覺系統(tǒng)用于識別和定位目標物體，隨后計算其方位，確保抓手能夠精準抓取。然后，控制系統(tǒng)規(guī)劃出機器人的移動路徑，有效避開途中的障礙物。最后，機器人順利拾起物體，并將其放置于指定位置。

標準立體相機在該類取放機器人應(yīng)用中的特征/要求如下：

高精度

低延遲

堅固可靠

校準保留

能夠在多塵/高濕度等工業(yè)環(huán)境中運行

針對不同大小的物體，需要在視野和工作距離上具備靈活性

Bumblebee X立體相機

Teledyne FLIR IIS的Bumblebee X立體相機，該產(chǎn)品配備工業(yè)級（IP67防護等級）、5千兆以太網(wǎng)接口，并集成板載處理能力的立體視覺系統(tǒng)。

Bumblebee X立體相機的主要特點：

高分辨率與高精度

搭載立體圖像處理算法，實現(xiàn)板載處理

24 厘米基線的遠距離工作

靈活的視野選項（60、80 和 105 度）

長時間的校準保留

兼容外部圖案投影儀

支持Robot OS和GenICam接口