ifm易福门3D ToF相机:持续看好中国移动机器人市场

日期:2024-05-09     来源:新战略    作者:新战略    浏览:2869    
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核心提示:ifm将持续加大在移动机器人领域的投入。
随着移动机器人的应用场景日益复杂,传统的二维视觉感知技术已难以满足移动机器人对环境感知的更高要求。

3D视觉感知技术的出现,如同为机器人装上了一双“慧眼”。与传统的二维视觉技术相比,3D视觉感知能够获取物体的深度信息,构建更加丰富、立体的世界模型。使得移动机器人能够更加清晰地感知周围环境,从而实现更智能的导航、避障、抓取和操作等功能。

作为工业自动化领域电子传感器的领先制造商之一,ifm易福门(以下简称ifm)正凭借其先进的3D ToF相机技术,在中国移动机器人行业不断生根。

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。

一方面,ifm持续进行相关技术研发以降低成本。何正表示,随着ToF芯片技术的不断发展,3D相机在性能提升的同时,价格也会更加亲民。ifm后续也会推出更加具有性价比的ToF相机产品。“就像手机的摄像头一样,随着技术的进步,手机摄像头的像素在提升,但价格却逐渐下降,这一趋势也同样存在于工业界。”

另一方面,ifm一直与客户保持密切联系,深入了解客户的需求。举例来说,有些客户需要在极低温环境下使用相机,ifm会为这些有特殊要求的客户提供合适的产品,甚至是提供定制化的量产产品,以更好地服务市场和客户。

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。

O3X
O3X的探测距离在3米以内。体积较小,性价比较高,主要用于移动机器人补盲。
O3D
O3D的探测距离相对于O3X会更长,8米-10米。防护等级是IP67,部分版本的防护等级可达到IP69时,能直接泡在水里,不受影响。
O3M
O3M为户外型,探测距离在10-15米。工作温度为零下40℃~零上85℃,雨雾天气也能够直接在户外工作。
O3R
可以集中同步处理来自6个 3D/2D 摄像头以及其他相连传感器的所有感测信息。然后将经处理的信息将发送给工作量已大幅减轻的移动机器人控制系统,再由控制系统将这些信息转化为行动决策,最后清晰并及时地展开行动。
ifm面向移动机器人领域推出的3D ToF 相机产品系列

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

作为一种综合性解决方案,O3R平台可以实现对AGV等移动机器人的图像和传感器信息进行集中的同步处理。它能够简化摄像头和传感器的集成过程,实现可靠的互动,从而有效实施防碰撞、导航和定位等相关功能。此外,O3R平台还能够对静止物体进行分析和尺寸测量,并通过多摄像头进行更加高效的处理。

何正透露,ifm在今年年底还将推出全新的O3P系列产品。而除了相机外,公司还在研发安全型激光雷达,目前该产品已开发了两年,并计划在2026年初推出。他还表示,ifm通常需要4年的时间来开发一款新产品。尽管开发节奏较为缓慢,但所推出的产品非常具有竞争力。

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。
 
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