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未來人工智能時(shí)代重要支撐——3D視覺傳感技術(shù)
閱讀：980 發(fā)布時(shí)間：2019-12-18 專家稱，未來10年內(nèi)，配備在各種物品上的傳感器數(shù)量將達(dá)到千億規(guī)模。多種傳感器技術(shù)融合是物聯(lián)網(wǎng)和人工智能時(shí)代的重要支撐。
多種傳感器的功能與人和動(dòng)物的感官功能類似。鳥類體內(nèi)，好比有磁傳感器；“電子鼻”可用于食品質(zhì)量檢測(cè)、違規(guī)搜查，與狗鼻相仿；味覺傳感器將化學(xué)材料與微電子器件結(jié)合，能識(shí)別多種味道；聽覺傳感器與人工智能結(jié)合后，能判斷各種聲音源的方向和距離，并能與人對(duì)話。在所有“感官”傳感器中，視覺傳感器的研發(fā)難度大。
主要功能
視覺傳感器是利用光學(xué)元件和成像裝置獲取外部環(huán)境圖像信息的儀器。它的主要功能是獲取足夠的、機(jī)器視覺系統(tǒng)要處理的原始圖像，是整個(gè)機(jī)器視覺系統(tǒng)信息的直接來源。它是基于生物視覺和計(jì)算機(jī)視覺所提出的。主要由一個(gè)或者兩個(gè)圖像傳感器組成，有時(shí)還要配以光投射器及其他輔助設(shè)備。圖像傳感器可以使用激光掃描器、線陣和面陣CCD攝像機(jī)或者TV攝像機(jī)，也可以是新出現(xiàn)的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等。
工作原理
視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計(jì)的像素。圖像的清晰和細(xì)膩程度通常用分辨率來衡量，以像素?cái)?shù)量表示。它的精度不僅與分辨率有關(guān)，而且同被測(cè)物體的檢測(cè)距離相關(guān)。被測(cè)物體距離越遠(yuǎn)，其的位置精度越差。
在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內(nèi)存中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，以做出分析。例如，若視覺傳感器被設(shè)定為辨別正確地插有八顆螺栓的機(jī)器部件，則傳感器知道應(yīng)該拒收只有七顆螺栓的部件，或者螺栓未對(duì)準(zhǔn)的部件。此外，無論該機(jī)器部件位于視場(chǎng)中的哪個(gè)位置，無論該部件是否在 360 度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，視覺傳感器都能做出判斷。
優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用
視覺傳感器具有低成本和易用性的特點(diǎn)，吸引機(jī)器設(shè)計(jì)師和工藝工程師將其集成入各類曾經(jīng)依賴人工、多個(gè)光電傳感器，或根本不檢驗(yàn)的應(yīng)用。視覺傳感器的工業(yè)應(yīng)用包括檢驗(yàn)、計(jì)量、測(cè)量、定向、瑕疵檢測(cè)和分撿。比如在包裝生產(chǎn)線，用于確保在正確的位置粘貼正確的包裝標(biāo)簽；在藥品包裝生產(chǎn)線，檢驗(yàn)阿斯匹林藥片的泡罩式包裝中是否有破損或缺失的藥片。
3D視覺傳感技術(shù)
視覺傳感器種類很多，包括雷達(dá)式傳感器、單攝像頭傳感器、雙攝像頭傳感器等。雷達(dá)式傳感器是一種主動(dòng)式視覺傳感技術(shù)，與被動(dòng)式采光的攝像機(jī)相比，能耗比較大，“看”到的圖像信息也不夠多。攝像頭則與人眼一樣，都是被動(dòng)式采光，但如果只用一臺(tái)攝像頭，就無法獲取立體圖像，而當(dāng)視覺傳感技術(shù)成為研究熱門時(shí)，人們繼續(xù)追求更加立體的圖像顯示，3D立體成像順理成章地成為熱門研究，雙攝像頭傳感器技術(shù)必將成為未來的主流。
3D視覺傳感器具有廣泛的用途，比如多媒體智能機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像、數(shù)碼相機(jī)、機(jī)器人視覺導(dǎo)航、汽車安全系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)像素分析、人機(jī)界面、虛擬現(xiàn)實(shí)、監(jiān)控、工業(yè)檢測(cè)、無線遠(yuǎn)距離傳感、顯微鏡技術(shù)、天文觀察、海洋自主導(dǎo)航、科學(xué)儀器等等。這些不同的應(yīng)用均是基于3D視覺圖像傳感器技術(shù)。特別是3D影像技術(shù)在工業(yè)控制、汽車自主導(dǎo)航中具有急迫的應(yīng)用。