隨著(zhù)移動(dòng)機器人的應用場(chǎng)景日益復雜，傳統的二維視覺(jué)感知技術(shù)已難以滿(mǎn)足移動(dòng)機器人對環(huán)境感知的更高要求。
3D視覺(jué)感知技術(shù)的出現，如同為機器人裝上了一雙“慧眼”。與傳統的二維視覺(jué)技術(shù)相比，3D視覺(jué)感知能夠獲取物體的深度信息，構建更加豐富、立體的世界模型。使得移動(dòng)機器人能夠更加清晰地感知周?chē)h(huán)境，從而實(shí)現更智能的導航、避障、抓取和操作等功能。
作為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域電子傳感器的領(lǐng)先制造商之一，ifm易福門(mén)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)ifm）正憑借其先進(jìn)的3D ToF相機技術(shù)，在中國移動(dòng)機器人行業(yè)不斷生根。
深耕ToF 路線(xiàn)，賦予移動(dòng)機器人智慧之眼
當前，3D視覺(jué)傳感器主要有雙目相機、結構光相機及ToF相機三種技術(shù)路線(xiàn)。其中，ifm長(cháng)期深耕ToF路線(xiàn)。其子公司PMD是ToF芯片的發(fā)明者，在此方面擁有深厚的技術(shù)積累。
ToF技術(shù)的工作原理是采用紅外光源發(fā)射高頻光脈沖到物體上，然后接收從物體反射回去的光脈沖，通過(guò)探測光脈沖的飛行（往返）時(shí)間來(lái)計算被測物體離相機的距離。
根據ifm復雜產(chǎn)品組負責人何正的介紹，ToF相機具有多重優(yōu)勢。首先，相較于雙目系統等技術(shù)，ToF相機對算力的要求較低，處理圖像更為高效，能夠在有限硬件條件下運行，并能夠直接生成點(diǎn)云數據，為后續數據處理提供便利。其次，ToF相機對溫度變化不太敏感?？梢栽诓煌瑴囟拳h(huán)境下保持測量精度，這種穩定性使得其能夠適用于各種工業(yè)和戶(hù)外環(huán)境。此外，ToF相機具有較強的抗光性。無(wú)論是在強烈的陽(yáng)光下，還是在缺乏外部光源的環(huán)境下，都能夠正常運作。
同時(shí)，何正也坦言，盡管ToF相機具有諸多優(yōu)勢，但也存在一些挑戰。例如，相較于其他技術(shù)，ToF相機的分辨率需要進(jìn)一步提升，且成本普遍偏高。而這也在一定程度上限制了其市場(chǎng)拓展速度。因此，為了提高ToF相機的市場(chǎng)滲透率，ifm也一直在潛心鉆研。
一方面，ifm持續進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研發(fā)以降低成本。何正表示，隨著(zhù)ToF芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，3D相機在性能提升的同時(shí)，價(jià)格也會(huì )更加親民。ifm后續也會(huì )推出更加具有性?xún)r(jià)比的ToF相機產(chǎn)品。“就像手機的攝像頭一樣，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，手機攝像頭的像素在提升，但價(jià)格卻逐漸下降，這一趨勢也同樣存在于工業(yè)界。”
另一方面，ifm一直與客戶(hù)保持密切聯(lián)系，深入了解客戶(hù)的需求。舉例來(lái)說(shuō)，有些客戶(hù)需要在極低溫環(huán)境下使用相機，ifm會(huì )為這些有特殊要求的客戶(hù)提供合適的產(chǎn)品，甚至是提供定制化的量產(chǎn)產(chǎn)品，以更好地服務(wù)市場(chǎng)和客戶(hù)。
豐富產(chǎn)品矩陣，滿(mǎn)足多元化應用場(chǎng)景
自2016年進(jìn)入移動(dòng)機器人行業(yè)以來(lái)，ifm一直致力于提供先進(jìn)的感知系統解決方案，不斷推出新產(chǎn)品。當前，ifm為移動(dòng)機器人行業(yè)提供的3D ToF 相機，主要針對工業(yè)場(chǎng)景。
何正表示，由于工業(yè)場(chǎng)景的空間普遍比較開(kāi)闊，所以目前市面上還沒(méi)有使用純3D相機來(lái)進(jìn)行導航的，因此ifm主要是針對工業(yè)級AMR開(kāi)發(fā)避障應用方案。隨著(zhù)機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人對避障的需求也越來(lái)越高，ifm 的3D探測系統會(huì )提供更多選擇。而對于目標物的定位，ifm的3D ToF 相機速度更快，也更加高精度。
回顧ifm面向移動(dòng)機器人領(lǐng)域推出的3D ToF 相機產(chǎn)品系列，無(wú)論是室內還是室外，避障導航還是末端識別對接，ifm都可提供非常完善的3D感知方案，滿(mǎn)足不同場(chǎng)景下移動(dòng)機器人的需求。從2016年的O3D，到2017年的O3X，再到后來(lái)的O3M，以及2023年發(fā)布的O3R環(huán)境感知平臺，每一款產(chǎn)品都經(jīng)過(guò)精心設計和不斷優(yōu)化。
ifm面向移動(dòng)機器人領(lǐng)域推出的3D ToF 相機產(chǎn)品系列
據何正介紹，O3R環(huán)境感知平臺絕不僅是一款普通的相機，它還具備一定的算力。其感光芯片由子公司PMD研發(fā)，在計算單元的算力方面，ifm與英偉達合作，為平臺提供強大的算力支持。
O3R攝像頭環(huán)境感知平臺
作為一種綜合性解決方案，O3R平臺可以實(shí)現對AGV等移動(dòng)機器人的圖像和傳感器信息進(jìn)行集中的同步處理。它能夠簡(jiǎn)化攝像頭和傳感器的集成過(guò)程，實(shí)現可靠的互動(dòng)，從而有效實(shí)施防碰撞、導航和定位等相關(guān)功能。此外，O3R平臺還能夠對靜止物體進(jìn)行分析和尺寸測量，并通過(guò)多攝像頭進(jìn)行更加高效的處理。
何正透露，ifm在今年年底還將推出全新的O3P系列產(chǎn)品。而除了相機外，公司還在研發(fā)安全型激光雷達，目前該產(chǎn)品已開(kāi)發(fā)了兩年，并計劃在2026年初推出。他還表示，ifm通常需要4年的時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)一款新產(chǎn)品。盡管開(kāi)發(fā)節奏較為緩慢，但所推出的產(chǎn)品非常具有競爭力。
貼近客戶(hù)需求，提供高質(zhì)量解決方案
從一家小型傳感器制造商，到擁有大量產(chǎn)品組合的“隱形冠軍”，ifm的成功秘訣在于始終貼近客戶(hù)需求。Ifm擁有豐富的傳感器產(chǎn)品系列，可以為移動(dòng)機器人領(lǐng)域的客戶(hù)提供多樣化的選擇。不僅如此，ifm還注重為客戶(hù)提供定制化解決方案，滿(mǎn)足其個(gè)性化需求。
何正表示，ifm的解決方案完全取決于客戶(hù)的需求和應用場(chǎng)景。舉例而言，如果客戶(hù)只需實(shí)現避障或導航功能，可選擇3D相機或激光雷達。如果客戶(hù)需要對貨物進(jìn)行識別，則可配備RFID識別系統，通過(guò)讀取托盤(pán)上的標簽信息，該系統可以幫助機器人快速準確地識別所需貨物，提高作業(yè)效率。
ifm還推出了毫米波雷達產(chǎn)品，該產(chǎn)品可以彌補一些3D相機無(wú)法探測的情況。例如，在某些光照條件下或特定材質(zhì)表面上的探測，或者受到惡劣天氣干擾時(shí)，客戶(hù)可選擇裝備毫米波雷達來(lái)檢測障礙物，以確保移動(dòng)機器人的安全行駛。
針對移動(dòng)機器人，ifm還提供基于Io-link總線(xiàn)模塊的傳感器方案，滿(mǎn)足客戶(hù)對單點(diǎn)測距或超聲波探測等需求。在遇到透明玻璃場(chǎng)景或光學(xué)系統無(wú)法有效觀(guān)測的情況下，該方案可進(jìn)行單點(diǎn)的測距。何正指出，盡管這種情況也可以裝備3D相機，但如果客戶(hù)只需要低成本的方案，ifm也完全可以提供這樣的選擇。
“正如ifm的口號‘ifm-close to you’，我們所做的一切都是基于客戶(hù)的需求。”何正表示。“close to you”是ifm貼近客戶(hù)、服務(wù)客戶(hù)的理念，也是對客戶(hù)的承諾。
作為一家德國企業(yè)，ifm自2005年進(jìn)駐中國以來(lái)，一直將中國視為重點(diǎn)市場(chǎng)。因此ifm也計劃未來(lái)在中國建立工廠(chǎng)。這一決定也是為了更好地靠近客戶(hù)，ifm希望能夠充分利用中國的供應鏈資源，以降低生產(chǎn)成本，并更好地滿(mǎn)足客戶(hù)需求。
近年來(lái)，3D視覺(jué)領(lǐng)域競爭加劇，一些機器人廠(chǎng)商也開(kāi)始自行研發(fā)硬件相機。何正指出，這是市場(chǎng)的客觀(guān)規律，他對此持樂(lè )觀(guān)態(tài)度：“我們希望看到中國的機器人公司蓬勃發(fā)展，并且愿意嘗試自主研發(fā)相機。”
同時(shí)，何正也相信ifm依然會(huì )保持強大的競爭優(yōu)勢。“因為作為一家面向全球市場(chǎng)的傳感器企業(yè)，我們擁有更大的產(chǎn)量和更低的制造成本，因此我們的產(chǎn)品在市場(chǎng)上會(huì )更具優(yōu)勢。”
結語(yǔ)：
面對3D視覺(jué)領(lǐng)域的激烈競爭，ifm深知技術(shù)的迭代與創(chuàng )新是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。在這個(gè)過(guò)程中，ifm將始終保持對新技術(shù)的開(kāi)放態(tài)度，積極吸納全球范圍內的創(chuàng )新理念和技術(shù)成果，并堅定地向客戶(hù)提供高質(zhì)量的解決方案。未來(lái)，ifm會(huì )繼續將移動(dòng)機器人視為重點(diǎn)領(lǐng)域，并加大對這一領(lǐng)域的投入和研發(fā)。
深耕ToF 路線(xiàn)，賦予移動(dòng)機器人智慧之眼
當前，3D視覺(jué)傳感器主要有雙目相機、結構光相機及ToF相機三種技術(shù)路線(xiàn)。其中，ifm長(cháng)期深耕ToF路線(xiàn)。其子公司PMD是ToF芯片的發(fā)明者，在此方面擁有深厚的技術(shù)積累。
ToF技術(shù)的工作原理是采用紅外光源發(fā)射高頻光脈沖到物體上，然后接收從物體反射回去的光脈沖，通過(guò)探測光脈沖的飛行（往返）時(shí)間來(lái)計算被測物體離相機的距離。
根據ifm復雜產(chǎn)品組負責人何正的介紹，ToF相機具有多重優(yōu)勢。首先，相較于雙目系統等技術(shù)，ToF相機對算力的要求較低，處理圖像更為高效，能夠在有限硬件條件下運行，并能夠直接生成點(diǎn)云數據，為后續數據處理提供便利。其次，ToF相機對溫度變化不太敏感?？梢栽诓煌瑴囟拳h(huán)境下保持測量精度，這種穩定性使得其能夠適用于各種工業(yè)和戶(hù)外環(huán)境。此外，ToF相機具有較強的抗光性。無(wú)論是在強烈的陽(yáng)光下，還是在缺乏外部光源的環(huán)境下，都能夠正常運作。
同時(shí)，何正也坦言，盡管ToF相機具有諸多優(yōu)勢，但也存在一些挑戰。例如，相較于其他技術(shù)，ToF相機的分辨率需要進(jìn)一步提升，且成本普遍偏高。而這也在一定程度上限制了其市場(chǎng)拓展速度。因此，為了提高ToF相機的市場(chǎng)滲透率，ifm也一直在潛心鉆研。
豐富產(chǎn)品矩陣，滿(mǎn)足多元化應用場(chǎng)景
自2016年進(jìn)入移動(dòng)機器人行業(yè)以來(lái)，ifm一直致力于提供先進(jìn)的感知系統解決方案，不斷推出新產(chǎn)品。當前，ifm為移動(dòng)機器人行業(yè)提供的3D ToF 相機，主要針對工業(yè)場(chǎng)景。
何正表示，由于工業(yè)場(chǎng)景的空間普遍比較開(kāi)闊，所以目前市面上還沒(méi)有使用純3D相機來(lái)進(jìn)行導航的，因此ifm主要是針對工業(yè)級AMR開(kāi)發(fā)避障應用方案。隨著(zhù)機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人對避障的需求也越來(lái)越高，ifm 的3D探測系統會(huì )提供更多選擇。而對于目標物的定位，ifm的3D ToF 相機速度更快，也更加高精度。
回顧ifm面向移動(dòng)機器人領(lǐng)域推出的3D ToF 相機產(chǎn)品系列，無(wú)論是室內還是室外，避障導航還是末端識別對接，ifm都可提供非常完善的3D感知方案，滿(mǎn)足不同場(chǎng)景下移動(dòng)機器人的需求。從2016年的O3D，到2017年的O3X，再到后來(lái)的O3M，以及2023年發(fā)布的O3R環(huán)境感知平臺，每一款產(chǎn)品都經(jīng)過(guò)精心設計和不斷優(yōu)化。
據何正介紹，O3R環(huán)境感知平臺絕不僅是一款普通的相機，它還具備一定的算力。其感光芯片由子公司PMD研發(fā)，在計算單元的算力方面，ifm與英偉達合作，為平臺提供強大的算力支持。
O3R攝像頭環(huán)境感知平臺
貼近客戶(hù)需求，提供高質(zhì)量解決方案
從一家小型傳感器制造商，到擁有大量產(chǎn)品組合的“隱形冠軍”，ifm的成功秘訣在于始終貼近客戶(hù)需求。Ifm擁有豐富的傳感器產(chǎn)品系列，可以為移動(dòng)機器人領(lǐng)域的客戶(hù)提供多樣化的選擇。不僅如此，ifm還注重為客戶(hù)提供定制化解決方案，滿(mǎn)足其個(gè)性化需求。
何正表示，ifm的解決方案完全取決于客戶(hù)的需求和應用場(chǎng)景。舉例而言，如果客戶(hù)只需實(shí)現避障或導航功能，可選擇3D相機或激光雷達。如果客戶(hù)需要對貨物進(jìn)行識別，則可配備RFID識別系統，通過(guò)讀取托盤(pán)上的標簽信息，該系統可以幫助機器人快速準確地識別所需貨物，提高作業(yè)效率。
ifm還推出了毫米波雷達產(chǎn)品，該產(chǎn)品可以彌補一些3D相機無(wú)法探測的情況。例如，在某些光照條件下或特定材質(zhì)表面上的探測，或者受到惡劣天氣干擾時(shí)，客戶(hù)可選擇裝備毫米波雷達來(lái)檢測障礙物，以確保移動(dòng)機器人的安全行駛。
針對移動(dòng)機器人，ifm還提供基于Io-link總線(xiàn)模塊的傳感器方案，滿(mǎn)足客戶(hù)對單點(diǎn)測距或超聲波探測等需求。在遇到透明玻璃場(chǎng)景或光學(xué)系統無(wú)法有效觀(guān)測的情況下，該方案可進(jìn)行單點(diǎn)的測距。何正指出，盡管這種情況也可以裝備3D相機，但如果客戶(hù)只需要低成本的方案，ifm也完全可以提供這樣的選擇。
“正如ifm的口號‘ifm-close to you’，我們所做的一切都是基于客戶(hù)的需求。”何正表示。“close to you”是ifm貼近客戶(hù)、服務(wù)客戶(hù)的理念，也是對客戶(hù)的承諾。
作為一家德國企業(yè)，ifm自2005年進(jìn)駐中國以來(lái)，一直將中國視為重點(diǎn)市場(chǎng)。因此ifm也計劃未來(lái)在中國建立工廠(chǎng)。這一決定也是為了更好地靠近客戶(hù)，ifm希望能夠充分利用中國的供應鏈資源，以降低生產(chǎn)成本，并更好地滿(mǎn)足客戶(hù)需求。
近年來(lái)，3D視覺(jué)領(lǐng)域競爭加劇，一些機器人廠(chǎng)商也開(kāi)始自行研發(fā)硬件相機。何正指出，這是市場(chǎng)的客觀(guān)規律，他對此持樂(lè )觀(guān)態(tài)度：“我們希望看到中國的機器人公司蓬勃發(fā)展，并且愿意嘗試自主研發(fā)相機。”
同時(shí)，何正也相信ifm依然會(huì )保持強大的競爭優(yōu)勢。“因為作為一家面向全球市場(chǎng)的傳感器企業(yè)，我們擁有更大的產(chǎn)量和更低的制造成本，因此我們的產(chǎn)品在市場(chǎng)上會(huì )更具優(yōu)勢。”
結語(yǔ)：
面對3D視覺(jué)領(lǐng)域的激烈競爭，ifm深知技術(shù)的迭代與創(chuàng )新是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。在這個(gè)過(guò)程中，ifm將始終保持對新技術(shù)的開(kāi)放態(tài)度，積極吸納全球范圍內的創(chuàng )新理念和技術(shù)成果，并堅定地向客戶(hù)提供高質(zhì)量的解決方案。未來(lái)，ifm會(huì )繼續將移動(dòng)機器人視為重點(diǎn)領(lǐng)域，并加大對這一領(lǐng)域的投入和研發(fā)。
