立体 3D 相机：负载量扫描仪的未来
发表于Tolveet 博客
5 分钟阅读2024 年 12 月 24 日--
在Tolveet，我们开发了 装载量扫描仪 (LVS），这是一种先进的解决方案，利用立体 3D 摄像头生成运载矿石和集料等散装物料的自卸卡车的高精度点云。这项创新技术可确保准确估算装载量，为散装物料运输分析提供无与伦比的效率和可靠性。
本文旨在解释为什么在处理散装物料的行业中，采用先进计算机视觉算法的立体三维相机是比激光雷达更优越的负载量扫描选择。虽然激光雷达具有某些开箱即用的优势，但Tolveet内部开发的、无与伦比的软件驱动立体方法可在具有挑战性的环境中提供无与伦比的性能。
了解技术：立体与激光雷达
- 立体 3D 相机 利用深度、颜色和红外流生成详细的 3D 模型。由于采用了最先进的计算机视觉算法，这些系统克服了固有的硬件限制，从而实现了超高的精确度。
- 激光雷达而激光扫描仪则利用激光脉冲收集原始点云数据。大多数解决方案都是根据从不同传感器获得的二维切片和速度测量值建立三维模型。虽然这种方法无需后期处理就能获得准确的数据，但缺乏通过软件增强的立体系统所提供的灵活性和深度。
为什么立体声在负载量扫描中表现出色
卓越的深度图细化- 原始的立体深度图通常不如激光雷达的初始输出精确。然而，Tolveet专有的计算机视觉算法（包括神经网络）可以完善和修正这些深度图。
- 我们的系统利用实例分割模型和历史数据，以及与色彩流一致的人工校正地图，来提高深度精确度。
- 激光雷达依赖于较简单的装配技术，而立体系统则不同，它利用先进的软件生成高度精确的点云，并对体积测量进行了优化。
- 立体系统可同步收集深度、颜色和红外数据流。这样就可以实现标签点云，其中每个点都与特定的卡车部件或装载部分相关联。
- 激光雷达本身不具备这种能力，需要额外的传感器或人工干预才能实现类似的标记。
- 采矿和集料等行业面临着独特的挑战，包括灰尘颗粒、雨水和反射。Tolveet 的立体解决方案采用了实时噪声过滤和自适应算法，能够在这些条件下可靠地运行。
- 激光雷达虽然在受控环境下精确度较高，但在散装材料环境中往往会受到反射和微粒的干扰，导致数据质量下降。
- 激光雷达系统比立体摄像机昂贵得多，更换费用高达 20 倍。
- 在设备容易受到意外损坏的环境中，立体声系统的经济性和耐用性使其成为更实用的选择。
Tolveet的优势：先进的软件功能
Tolveet's 装载量扫描仪 由于其采用最新立体声技术专门设计的尖端软件而脱颖而出：
帧选择和时间对齐根据从卡车部件推断出的兴趣点和关键标签的位置，智能选择帧子集。利用先进的计算机视觉速度估算技术，将这些帧转换为一个共同的时间点，确保精确的三维重建。
动态深度校正根据对齐的深度图和色彩图训练的神经网络可动态调整和增强深度数据，解决不一致问题并确保精确测量。
体积测量优化我们先进的算法会对标记点云进行分析，以提供准确的负载量。加入标注数据后，可以深入了解载荷分布、颗粒分析和材料分类，而这些都是原始激光雷达数据无法实现的。
解决激光雷达的优势问题
原始数据的准确性- 激光雷达的原始数据最初更为精确，但立体声先进的多流后处理方法可确保获得不相上下甚至更优越的结果。
- 通过利用历史数据，Tolveet 的立体解决方案可训练相机在负载体积测量的背景下测量距离。这种 持续学习 这种方法使系统能够随着时间的推移不断调整和改进，有效应对新的挑战。
- 激光雷达生成基本点云所需的软件并不复杂，但这种简单性是以灵活性和适应性为代价的。
- 由先进算法驱动的立体声系统提供了一种更通用的解决方案，能够处理复杂的场景。
- 随着各行各业越来越多地采用机器学习和人工智能，立体技术的学习和适应能力使其成为一种面向未来的选择。
- 激光雷达采用基于硬件的静态方法，缺乏这种适应性。
证明其潜力
特斯拉的决定 在其自动驾驶汽车中使用立体视觉而非激光雷达，凸显了该技术的优势：
- 成本效益:与激光雷达相比，立体摄像机的价格和可扩展性都要高得多。
- 软件驱动的精度:特斯拉对软件改进的依赖与 Tolveet 的方法不谋而合，展示了后处理在提高硬件性能方面的威力。
- 适应性:Stereo 的学习和发展能力确保其随着技术的进步而不断发展。
此外，正如 Voltequity 的一篇文章所指出的那样，激光雷达在可扩展性和成本方面的固有局限性导致其在各行各业的应用越来越少，从而进一步凸显了软件驱动型立体解决方案的必要性 (消息来源 ).
关注体积测量：最终目标
对于寻求容积扫描仪的客户来说，精确的容积测量是首要目标。立体系统在这方面表现出色，因为它们具有以下优点
整合标签数据： 通过同步数据流，可以进行更详细的分析，并提供更多改进后处理的机会，为了解载荷分布和卡车动态提供宝贵的信息。
学习能力： 先进的计算机视觉算法使该系统能够随着时间的推移不断改进，逐步提供更好的结果。
具有成本效益的精确性： 通过将经济实惠与先进软件相结合，立体系统为处理散装物料的行业提供了无与伦比的体积测量价值。
结论
采用Tolveet先进的计算机视觉算法的立体三维相机，是采矿和集料等行业负载量扫描的未来趋势。虽然激光雷达具有一定的优势，但立体系统的灵活性、适应性和成本效益使其成为挑战性环境下的最佳选择。选择 Tolveet 的载荷体积扫描仪，您就投资了一个经过验证的、内部开发的解决方案，既能提供精确的体积测量，又能保持实用性和经济性。我们的技术不仅能够应对当前的挑战，还能适应未来的发展。