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【3D 感測新勢力:ASV vs. ToF】
隨著技術成熟、元件成本下降,3D 感測在機器視覺的應用越見蓬勃,商用價值正在勁揚,主動立體視覺 (ASV)、結構光 (SL) 與飛時測距 (ToF) 是三大分支。現階段結構光因有消費電子加持、出貨量最大,工業應用則以立體視覺為主——但預估不久後,外加一個投射器的 ASV 料將全面躍起;即使是全自動化的「關燈工廠」,確認打件位置仍少不了 ASV 的輔助。
ToF 則可視為長距離的結構光 (雖然解析度遠不如正統結構光),成長力道亦正增強。以前影像拍攝只在乎單點距離,如今講究的是「多區域」(Multi-Zone)、對比多層,意境已大不相同;即使是場景變動不大、毋需深度補償的工業應用,日後亦將逐漸加入深度資訊,有助於拉大可視距離。3D 感測另一個應用是模具製作,一分鐘就能完成掃描建模。動輒須> 200 公尺的汽車應用,ToF 更是基本元素。
早先缺乏深度資訊時,需要根據不同場景做補償才能辨識;直到加入「紅外線投光器」元件的 ASV 出現,終於有解!ASV 不受環境光限制,判讀更精確,商用較一般消費產品擁有更強的需求。原有立體視覺也能查看,但前提是物件本身要夠立體、且環境不能太暗才能清楚分辨,就像平放於桌面的紙張,除非有翹曲或色調區隔明顯,否則機器不易判別。
機器視覺的另一個挑戰是:看很多物件時,是否能辨識出細微差異?提高鏡頭的解析度是手段之一,但這會消耗更多演算和儲存資源,負載重。對企業來說,重要的是如何在效益、成本、應用場景之間取得平衡,最高規者不一定最好、也未必會成為主流。在彩色影像如此盛行的今天,安防監控之所以仍堅持採用黑白 CCD 攝影機,就是著眼於「影像補償」。
至於 CCD vs. CMOS 鏡頭何者較佳?成像技術該採用捲簾快門 (Rolling Shutter) 或全域快門 (Global Shutter)?另放眼未來,3D 感測在汽車的應用備受期待……,「固態光達」因沒有移動的光束轉向機制,無論在可靠度和複雜性皆略勝一籌。惟汽車售價區間大、成本結構亦不同,很多技術彼此非單純競爭、而是競合狀態,一如短、中、長距的無線通訊技術互補。
延伸閱讀:
《3D 機器視覺,商用價值勁揚》
http://compotechasia.com/a/feature/2020/0910/45715.html
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