深耕ToF 路线,赋予移动机器人智慧之眼
当前,3D视觉传感器主要有双目相机、结构光相机及ToF相机三种技术路线。其中,ifm长期深耕ToF路线。其子公司PMD是ToF芯片的发明者,在此方面拥有深厚的技术积累。
ToF技术的工作原理是采用红外光源发射高频光脉冲到物体上,然后接收从物体反射回去的光脉冲,通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来计算被测物体离相机的距离。
根据ifm复杂产品组负责人何正的介绍,ToF相机具有多重优势。首先,相较于双目系统等技术,ToF相机对算力的要求较低,处理图像更为高效,能够在有限硬件条件下运行,并能够直接生成点云数据,为后续数据处理提供便利。其次,ToF相机对温度变化不太敏感。可以在不同温度环境下保持测量精度,这种稳定性使得其能够适用于各种工业和户外环境。此外,ToF相机具有较强的抗光性。无论是在强烈的阳光下,还是在缺乏外部光源的环境下,都能够正常运作。
同时,何正也坦言,尽管ToF相机具有诸多优势,但也存在一些挑战。例如,相较于其他技术,ToF相机的分辨率需要进一步提升,且成本普遍偏高。而这也在一定程度上限制了其市场拓展速度。因此,为了提高ToF相机的市场渗透率,ifm也一直在潜心钻研。
丰富产品矩阵,满足多元化应用场景
自2016年进入移动机器人行业以来,ifm一直致力于提供先进的感知系统解决方案,不断推出新产品。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。
何正表示,由于工业场景的空间普遍比较开阔,所以目前市面上还没有使用纯3D相机来进行导航的,因此ifm主要是针对工业级AMR开发避障应用方案。随着机器人技术的不断发展,机器人对避障的需求也越来越高,ifm 的3D探测系统会提供更多选择。而对于目标物的定位,ifm的3D ToF 相机速度更快,也更加高精度。
回顾ifm面向移动机器人领域推出的3D ToF 相机产品系列,无论是室内还是室外,避障导航还是末端识别对接,ifm都可提供非常完善的3D感知方案,满足不同场景下移动机器人的需求。从2016年的O3D,到2017年的O3X,再到后来的O3M,以及2023年发布的O3R环境感知平台,每一款产品都经过精心设计和不断优化。
据何正介绍,O3R环境感知平台绝不仅是一款普通的相机,它还具备一定的算力。其感光芯片由子公司PMD研发,在计算单元的算力方面,ifm与英伟达合作,为平台提供强大的算力支持。
O3R摄像头环境感知平台
贴近客户需求,提供高质量解决方案
从一家小型传感器制造商,到拥有大量产品组合的“隐形冠军”,ifm的成功秘诀在于始终贴近客户需求。Ifm拥有丰富的传感器产品系列,可以为移动机器人领域的客户提供多样化的选择。不仅如此,ifm还注重为客户提供定制化解决方案,满足其个性化需求。
何正表示,ifm的解决方案完全取决于客户的需求和应用场景。举例而言,如果客户只需实现避障或导航功能,可选择3D相机或激光雷达。如果客户需要对货物进行识别,则可配备RFID识别系统,通过读取托盘上的标签信息,该系统可以帮助机器人快速准确地识别所需货物,提高作业效率。
ifm还推出了毫米波雷达产品,该产品可以弥补一些3D相机无法探测的情况。例如,在某些光照条件下或特定材质表面上的探测,或者受到恶劣天气干扰时,客户可选择装备毫米波雷达来检测障碍物,以确保移动机器人的安全行驶。
针对移动机器人,ifm还提供基于Io-link总线模块的传感器方案,满足客户对单点测距或超声波探测等需求。在遇到透明玻璃场景或光学系统无法有效观测的情况下,该方案可进行单点的测距。何正指出,尽管这种情况也可以装备3D相机,但如果客户只需要低成本的方案,ifm也完全可以提供这样的选择。
“正如ifm的口号‘ifm-close to you’,我们所做的一切都是基于客户的需求。”何正表示。“close to you”是ifm贴近客户、服务客户的理念,也是对客户的承诺。
作为一家德国企业,ifm自2005年进驻中国以来,一直将中国视为重点市场。因此ifm也计划未来在中国建立工厂。这一决定也是为了更好地靠近客户,ifm希望能够充分利用中国的供应链资源,以降低生产成本,并更好地满足客户需求。
近年来,3D视觉领域竞争加剧,一些机器人厂商也开始自行研发硬件相机。何正指出,这是市场的客观规律,他对此持乐观态度:“我们希望看到中国的机器人公司蓬勃发展,并且愿意尝试自主研发相机。”
同时,何正也相信ifm依然会保持强大的竞争优势。“因为作为一家面向全球市场的传感器企业,我们拥有更大的产量和更低的制造成本,因此我们的产品在市场上会更具优势。”
结语:
面对3D视觉领域的激烈竞争,ifm深知技术的迭代与创新是行业发展的关键。在这个过程中,ifm将始终保持对新技术的开放态度,积极吸纳全球范围内的创新理念和技术成果,并坚定地向客户提供高质量的解决方案。未来,ifm会继续将移动机器人视为重点领域,并加大对这一领域的投入和研发。