Zatímco se o technologii 3D vidění stále diskutovalo mezi řešeními strukturovaného světla, monokulárního/binokulárního vidění a ToF, tým pevně zvolil cestu technologie čárového laseru + binokulárního vidění. Tento přístup zlepšil světelnou odolnost 3D vidění na 180 000 lumenů, dosáhl přesnosti 0,02 mm a prodloužil hloubku ostrosti na rozsah 500-4000 mm. 3D vidění již není omezeno na scénáře průmyslové montážní linky s pevným okolním světlem, skutečně dosahuje vnitřních a venkovních možností, všestrannost, plnohodnotná odolnost proti světlu, odolnost proti odrazu{10}, odolnost tmavá prostředí. Technologie 3D čárového laseru + binokulárního vidění rychle proniká do tradiční výroby a vytváří „nové paradigma“ průmyslové digitální transformace.
Inovace zemědělských strojů: Vlastní-vyvinutá 3D stereo kamera
V té době byla produkce bavlny v Xinjiangu na prvním místě v zemi již 22 po sobě jdoucích let, ale pracovní náklady na sklizeň každý rok činily 15 miliard RMB. Při vyhodnocování tržního potenciálu tým poukázal na to, že pokud by se jim podařilo zachytit 10 % trhu s roboty pro sklizeň bavlny, tato jediná položka by sama o sobě mohla konzervativně generovat tržby 1,5 miliardy RMB.
Při vývoji zemědělských sklizňových robotů však vyvstal ožehavý problém. Přestože byl souřadnicový robot úspěšně vyvinut, nedostatek spolehlivého vizuálního polohovacího systému vážně ovlivnil přesnost rozpoznávání a efektivitu sklizně. Tým také zakoupil řešení pro 3D vidění od zahraničních značek. Tyto systémy vidění však bez výjimky nemohly zásadně vyhovět skutečným potřebám sklizně bavlny. Nedokázaly vyřešit problém s rozpoznáním bavlny, ani se přizpůsobit pracovním požadavkům na vysokou-intenzitu venkovního světla.
V současné době mezi hlavní technologie 3D stereo vidění na trhu patří především řešení strukturovaného světla, řešení doby--letu (ToF) a řešení binokulárního vidění. Přestože se liší v aplikačních scénářích a rozsahu, bez výjimky, bez ohledu na zvolené technologické řešení, existují určitá omezení.
Strukturované světlo funguje na principu kódování laserových skvrn pomocí aktivní metody měření, obvykle sestávající z laseru nebo DLP a dvojice binokulárních kamer. Laserové bodové měření osvětluje pracovní povrch stovkami tisíc laserových bodů a levá a pravá binokulární kamera vytváří souřadnice xyz pro vytvoření strukturovaného obrazu. DLP vysílá světelný zdroj specifické vlnové délky a světelný zdroj se zakódovanou informací je promítán na objekt. Zkreslení vráceného zakódovaného vzoru je vypočítáno pomocí algoritmů pro získání informací o poloze a hloubce objektu. V současné době většina společností na trhu obecně používá řešení strukturovaného světla. Toto řešení však čelí řadě problémů ve venkovním prostředí se silným slunečním zářením:
1) Intenzivní sluneční světlo může snížit viditelnost laserových bodů, což binokulární kameře znesnadňuje přesné zachycení informací o poloze laserových bodů.
2) V situacích s velkou hloubkou ostrosti může interference světla bránit levé a pravé binokulární kameře v jasném rozlišení laserových bodů, což vede k aliasům obrazu a ovlivnění přesnosti měření.
3) Je vysoce citlivý na vnější zdroje světla a může být rušen jinými zdroji světla v okolním prostředí, což ovlivňuje přesnost měření hloubky.
4) Hloubka ostrosti je obecně úzká a zorné pole je omezené. Vzhledem ke své citlivosti na světlo může obvykle fungovat pouze za stálých vnitřních světelných podmínek.
Technologie ToF (Time{0}}of{1}}Flight) funguje tak, že nepřetržitě vysílá světelné impulsy k cíli a poté pomocí senzoru přijímá světlo odražené od objektu. Vzdálenost k cíli je určena detekcí doby letu (zpáteční let) těchto emitovaných a přijatých světelných impulsů. Senzor vypočítává vzdálenost fotografované scény výpočtem časového rozdílu nebo fázového rozdílu mezi vyzařovaným a odraženým světlem, čímž generuje informace o hloubce. V kombinaci s tradičním snímkováním fotoaparátem to umožňuje, aby byl trojrozměrný{5}} obrys objektu prezentován jako topografická mapa s různými barvami představujícími různé vzdálenosti.
Ačkoli je však technologie ToF nízkonákladová- a má vysokou rychlost odezvy, její zobrazování je omezeno rozlišením pixelů strukturovaného světelného vzoru. Zobrazovací plocha strukturovaného světelného vzoru je obvykle omezena na 600 000 pixelů a řešení ToF často nedosahuje přesnosti zobrazení a zachycení detailů. Technologie ToF je proto omezena ve vysoce -přesných, rozsáhlých- průmyslových aplikacích a je běžněji používána ve spotřebitelských aplikacích s relativně nižšími požadavky na přesnost.
Naproti tomu metoda binokulárního stereo vidění ve viditelném světle funguje tak, že pozoruje stejný objekt ze dvou úhlů pohledu, aby se získaly obrazy stejného objektu z různých perspektiv. Trojrozměrný-obraz objektu se získá výpočtem polohové odchylky (disparity) mezi obrazovými pixely pomocí principu triangulace. Mezi jeho přednosti patří vysoké rozlišení, vysoká přesnost, vysoká odolnost vůči silnému světlu a nízká cena.