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妙用3D机器视觉 加速实现智能工厂应用

2018/10/09 - DIGITIMES企划

随著苹果iPhone X主打脸部辨识Face ID应用,引爆3D感测风潮,许多ICT大厂纷纷投入相关软硬件技术开发,期望藉由3D感测结合人脸辨识、手势辨识或体感辨识,开创杀手级应用。事实上3D视觉感测技术火苗,不仅在消费性电子装置与多媒体娱乐应用领域延烧,也逐步扩展到智能制造、自驾车、无人机、安全监控、3D扫描等等高阶商业应用市场。

创始于2013年的立普思(LIPS),尽管是年轻公司,但已在全球3D机器视觉界闯出一片天;LIPS执行长刘凌伟指出,该公司除提供3D深度摄影机,也供应SDK、Middleware,进一步协助客户开发App/UI等上层应用,因而构筑了业界最完整的3D机器视觉平台架构。

刘凌伟说,LIPS早期仅提供3D摄影机,尔后发现许多企业虽对3D感测应用主题深感兴趣,但普遍欠缺相关软件研发能力,所以就算拥有摄影机,也往往不知下一步该如何走;有监于此,LIPS积极推动中上层研发布局,逐步扩展为全方位解决方案,直接帮助客户解决难题。

迄至目前,LIPS参与过的专案甚多,曾涉猎车子内外的智能应用、无人商店、安全监控、长照、智能运输、3D扫描、游戏、AR/VR、智能家庭乃至工厂自动化等众多题材,对此LIPS市场营销处经理黄绍峯归纳,目前市场上相对明确的刚性需求有二,一是脸部辨识,另一则是智能工厂,因此LIPS陆续针对智能工厂提出多元应用方案。

3D感测搭配算法,为机器人赋予大脑与双眼

谈及LIPS在智能工厂的专案经验,刘凌伟认为最值得一提的,乃是鞋底贴合应用。他表示,当前全球鞋类市场走向「多样少量」客制化生产模式,而鞋厂为了跟随趋势,基本上必须设法提高鞋底贴合弹性,不宜固守人工打模、添加有机溶剂等传统模式,需在喷胶前先上电浆,以增加黏合度。LIPS针对相关作业需求设计完整方案,先以3D摄影机拍摄每只鞋底,掌握大小、形状、凹凸面等信息,旋即规划后续上电浆、喷涂等作业程序,然后依序指引搭载电浆头、喷胶头的不同机器手臂,精准无误地完成任务。

刘凌伟强调,一经结合3D机器视觉与算法,等于为机器人赋予眼睛与大脑,使机器人能针对不同场景做出聪明判断,并与场景中的物件精准互动。另一个显著的智能工厂应用情境则是瑕疵检测,比方说汽车零组件或机箱制造商,皆需检测产品外观有无刮痕、确认弯曲角度是否足够,过去系以人工检测搭配昂贵机器抽检来进行,既耗时又耗钱,如今仅需透过高精密度3D摄影机扫描物件并予建模,再与原始设计档案进行比对,即可让所有细微瑕疵快速现形,堪称是史上性价比最高的外观检测方案。

LIPS也曾协助客户打造智能化无人搬运车(AGV)应用,先以AGV搭载3D摄像头启动探索模式,在厂区内走过一轮,借以重建场景、形成3D地图,做为后续路径规划依据,接著同样以AGV搭载3D摄像头执行搬运任务,藉由3D机器视觉发挥智能避障、自动对位、跟随人运动等效果;对客户而言,可望透过3D机器视觉一举取代光达(Lidar),亦无需在地面上铺设线圈与磁条,大幅减轻成本负担。

此外不少工厂利用3D机器视觉进行员工脸部辨识,有效防止代打卡;另将3D摄影机导入仓储应用,扫描各个箱子后立即探知长宽高,接著便可化零为整,将数个小箱集结为一大箱,便于客户制定机器手臂的夹取策略。这些都是3D机器视觉的实际应用案例。


图说:立普思(LIPS)执行长刘凌伟(右)表示,透过3D摄像头、3D机器视觉算法的导入,可望直接快速协助企业提升瑕疵检测能力,所有产品外观上的细微割痕,都将无所遁形;图左为LIPS市场营销处经理黄绍峯。