應用案例

倉儲物流 AMR 動態障礙物偵測

透過相機式 3D 感知,達成可靠導航與穩定物流

3D 雙目視覺相機以三維方式擷取自主移動機器人(AMR)周圍的環境,並提供即時深度資料,用於導航與局部避障。搭配下游的感知與導航軟體,即可提早偵測障礙物與規劃路徑上的變化,並納入考量。這不僅可支援物流高效流動,也能降低碰撞與非預期停機的風險。

用於導航與避障的 3D 影像資料

提早且可靠偵測障礙物,對於 AMR 在倉儲環境中的高效運作來說非常重要。3D 雙目視覺相機可補足其他感測器不足之處,提供有關機器人周遭的空間資訊。導航軟體可根據這些深度資料,將狹窄走道中的突出物件或路口的車輛等因素納入考量,並據以調整規劃路徑,以便降低碰撞、路徑判斷錯誤與貨物受損的風險。移動中的物件,例如人員,也可根據其 3D 幾何偵測出來。不過,涉及人身安全的個人防護,仍須另行透過經過認證的獨立安全技術來加以確保。

狹窄走道障礙物偵測

狹窄走道障礙物偵測

相機擷取車輛前方區域的 3D 影像。所產生的深度資料能協助感知與導航軟體偵測鄰近障礙物,並在局部路徑規劃時將其納入考量。

走道交叉路口障礙物偵測

走道交叉路口障礙物偵測

3D 資料還能以三維方式呈現伸出的堆高機叉臂、棧板邊緣或車輛轉角。這讓感知軟體能提早偵測這類障礙物,並將此資訊傳送給導航系統。

追蹤移動中物件

移動中物件拍攝

即使在移動物件的位置或人員姿勢改變時,雙目視覺也能拍下其 3D 形狀。可靠的人員分類與安全導向的個人防護,仍須仰賴額外的軟體或經過認證的安全感測器。

3D 雙目視覺可補既有導航感測器之不足,尤其在需要偵測懸空障礙物或複雜空間結構的情境下更為有用。關鍵在於相機位置、可靠的感知軟體,以及獨立設計的安全技術,三者之間的搭配。
Martin Gramatke
Martin Gramatke
Product Manager | 3D Product Systems

Stereo mini 相機:用於 AMR 與倉儲物流障礙物偵測

即使在狹小空間,也能進行精確 3D 量測:Basler Stereo mini 相機是短工作距離與有限空間下的理想選擇,無論是搭配小型機台、安裝於機械手臂,或用於其他空間受限的環境。

提示

用於較長工作距離與較大感知範圍的 ToF 相機

對於大型自主工業車輛,如自駕堆高機,可能需要較長的工作距離與更大的感知範圍,例如在寬闊走道、貨架前方,或裝載貨車時。對於這類應用,ToF 相機可作為雙目視覺相機的合適替代方案。不過,3D 技術的選擇取決於具體需求,特別是工作距離、精度、環境光、表面特性與整合複雜度。

深入了解 Basler ToF 相機

Basler Stereo mini:適用於導航與障礙物偵測的小型 3D 相機

Stereo mini 提供深度影像與 3D 點雲,用於自主移動機器人的環境感知。下游的感知與導航軟體可根據這些資料,將障礙物、距離與地面高低變化納入考量。該相機具備精巧設計與多種介面,特別適合安裝空間有限的 AMR 平台,以及嵌入式系統。所能達成的量測品質,取決於工作距離、安裝位置、照明,以及所擷取物件表面等多重因素。

Basler Stereo mini 951g 相機,適用於狹小空間
Basler Stereo mini 951g 相機,適用於狹小空間

Basler Stereo mini 951g:精巧輕量

此款 Basler Stereo mini 951g 特別適合安裝空間有限的小型 AMR 平台。能以低延遲提供深度資料,涵蓋 0.25 m 至 6 m 的工作範圍。GigE 介面可支援與行動機器人系統的穩定整合。

  • 尺寸精巧:124 mm × 29 mm × 50 mm

  • 輕量化:220 g

自動曝光控制與內建圖案投影器,確保在工業環境中穩定運作
左圖與中圖:自動曝光控制讓相機在變動照明條件下更易於運作。右圖:內建圖案投影器可在昏暗場景中建立表面紋理。

專為工業倉儲環境設計

Basler Stereo mini 951g 採用耐用機殼並具備 IP67 防護等級,適用於多塵與潮濕的環境。

自動曝光控制讓相機在變動照明條件下更易於運作。在光線昏暗或紋理稀少的場景中,內建的圖案投影器可在表面投射額外紋理,藉此改善深度運算。所能達成的量測品質,仍受照明、表面紋理與工作距離影響。

整合到行動機器人系統內

Basler Stereo mini 951g 結合精巧設計與可靠的 GigE 介面,適用於分散式系統架構,以及車輛內較長的線材佈線

  • 95 mm 基線,適用於近距離與中距離量測

  • 工作範圍 0.25 m 至 6 m

  • GigE 介面,可靈活整合進 AMR 系統

由立體影像產出的 3D 點雲,是 AMR 導航的基礎。
相機拍攝時所產出的 3D 點雲,是 AMR 導航的基礎。

2D 與 3D 影像資料,用於定位與環境感知

Stereo mini 提供車輛環境的 2D 影像、深度資料與 3D 點雲。依系統架構不同,這些資料可用於視覺定位與地圖繪製,也可用於局部障礙物偵測。

與光達、慣性量測單元(IMU)等感測器搭配時,雙目視覺相機可補環境感知的不足。它甚至能提供單一光達掃描平面之外的空間資訊,可支援偵測障礙物、懸空物體與地面高低差。感測器資料分析、路徑規劃與車輛反應,則由下游的導航與感知軟體處理。

AMR 要能快速反應,成像必須具備盡可能最低的延遲,從擷取到分析全程皆然。
AMR 要能快速反應,成像必須具備盡可能最低的延遲,從擷取到分析全程皆然。

毫秒攸關成敗:動態 AMR 應用延遲

為了進行障礙物偵測與局部導航,深度資料必須盡可能即時。整個處理鏈的端到端延遲,涵蓋影像擷取、深度運算、資料傳輸與分析,一直到車輛反應,都非常重要。

在 1.5 m/s 的行駛速度下,100 毫秒的延遲就等於多走了 15 cm;這還不包含所需的煞車距離。因此,低而穩定的延遲能協助車輛對新偵測到的障礙物進行即時反應;設計導航與煞車行為時,也必須將其納入考量。

提供 API 的 pylon SDK:透過 C、C++、C#、Java 或 .NET,可輕鬆整合硬體與影像處理到目標應用內。
提供 API 的 pylon SDK:透過 C、C++、C#、Java 或 .NET,即可輕鬆整合硬體與影像處理到您的目標應用內。pypylon 則是 Basler pylon 軟體套件的開源 Python 封裝介面。

透過 pylon SDK 進行整合

Basler Stereo mini 951g 已整合進 pylon SDK。可在同一個軟體環境下進行 2D 影像與深度資料的擷取與設定。pylon Viewer則可協助相機的建置與設定驗證。

程式介面支援 C++、C# 與 Python,可將相機整合進 AMR 的感知與導航軟體,從評估到量產部署皆可涵蓋在內。

Basler 專案實作

選型與整合的支援

Basler 協助 AMR 製造商針對合適的 3D 相機進行挑選、評估與整合。我們的 FAE 團隊可協助評估與建置;pylon SDK 則提供一致的軟體環境,用於設定及存取 2D 與 3D 資料。

  • 相機選型協助

  • 評估與整合的技術支援

  • 透過 pylon SDK 提供一致的軟體整合

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