然而，消費(fèi)類虛擬現(xiàn)實(shí)之外的 3D 傳感可能還有更有趣的潛在應(yīng)用。在工業(yè)和汽車環(huán)境中，3D 相機(jī)對于在制造、物流、醫(yī)藥和公共安全領(lǐng)域執(zhí)行精細(xì)而復(fù)雜的工作至關(guān)重要。3D 傳感技術(shù)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者 ams OSRAM表示，3D 傳感對于工業(yè) 5.0 至關(guān)重要，在工業(yè) 5.0 中，機(jī)器和人類直接交互以創(chuàng)建可持續(xù)和富有彈性的供應(yīng)鏈。因此，這種傳感定位將在智能技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、工廠自動化、自動光學(xué)檢測等領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。迄今為止，3D 傳感和掃描一直是用于設(shè)計、檢查和質(zhì)量控制的鮮為人知的技術(shù)之一，但集成該技術(shù)可以在應(yīng)用中帶來許多好處，包括逆向工程和分析。

　　傳感器融合

　　隨著傳感器功能在制造業(yè)中的擴(kuò)展和數(shù)據(jù)生成的迅速增加，傳感器融合變得可能且至關(guān)重要?？梢暬圃爝^程對于形成洞察力和防止?jié)撛诼┒粗陵P(guān)重要。傳感器融合通過融合來自多個來源和傳感器類型的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生可靠的信息，克服了單個傳感器系統(tǒng)(相機(jī)、光傳感器、LIDAR 等)的局限性。這種架構(gòu)使用戶能夠從宏觀或微觀層面處理流程，因?yàn)橹圃焐炭梢詫?yīng)鏈進(jìn)行建模和信息收集，同時也可對微處理器、相機(jī)和激光雷達(dá)系統(tǒng)的組件進(jìn)行建模。

　　融合來自多個來源的數(shù)據(jù)是 3D 機(jī)器視覺的優(yōu)勢之一，因?yàn)樗哂袕?qiáng)實(shí)時性。從廣義上講，機(jī)器視覺涵蓋了所有工業(yè)和非工業(yè)應(yīng)用，其中硬件和軟件共同提供基于圖像捕獲和處理的操作指導(dǎo)。這種工業(yè)視覺系統(tǒng)雖然使用類似于學(xué)術(shù)和軍事計算機(jī)視覺應(yīng)用的算法和方法，但需要更高的魯棒性、可靠性和穩(wěn)定性——這些屬性通過有效的 3D 視覺系統(tǒng)得到改善。這些系統(tǒng)可以執(zhí)行客觀測量，例如引導(dǎo)機(jī)器人對齊零件或驗(yàn)證灌滿瓶子所需的測量。

　　這種傳感器融合概念目前正在由Texas A&M的SecureAmerica 研究所的合作伙伴 Amentum 和 Unity 合作開發(fā)，Unity 也是一家以3D AR 和 VR 體驗(yàn)而聞名的游戲公司。Unity 團(tuán)隊(duì)正在努力構(gòu)建一個可視化系統(tǒng)來對傳感器融合實(shí)體進(jìn)行建模并使用這些信息來創(chuàng)建實(shí)時信息，他們認(rèn)為這將是確保更具彈性的供應(yīng)鏈制造流程的關(guān)鍵部分。最終，希望建立一個傳感器融合圖形庫，以實(shí)現(xiàn)協(xié)作生態(tài)系統(tǒng)，使行業(yè)參與者能夠共享數(shù)據(jù)和技術(shù)，使用它來模擬場景并迭代模擬以檢測潛在問題。

　　3D掃描

　　這些潛在的 3D 傳感生態(tài)系統(tǒng)的一部分將涉及 3D 掃描技術(shù)，該技術(shù)可以在具有精確尺寸的模擬世界中重新創(chuàng)建有關(guān)物理組件的信息。這可以使用激光掃描儀、光掃描儀、協(xié)調(diào)測量機(jī) (CMM) 和計算機(jī)斷層掃描 (CT) 來完成。通常，這些掃描儀會收集原始數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為用戶友好的格式，例如 CAD 模型。它們的精度以毫米為單位，因此可以監(jiān)控對象的一致性以及以數(shù)字方式重新創(chuàng)建對象以進(jìn)行分析?？梢詫φ粘跏寄０鍣z查完整的產(chǎn)品表格，并以超高精確度突出顯示不一致之處。

　　Science Direct 于 2021 年發(fā)布的一份報告強(qiáng)調(diào)了 3D 掃描在整個工業(yè)領(lǐng)域的潛力，其中包括逆向工程、從現(xiàn)有組件設(shè)計中進(jìn)行質(zhì)量和尺寸分析并復(fù)制，以及監(jiān)控工作流程以確保工人安全。以前專注于移動消費(fèi)領(lǐng)域的公司已將注意力轉(zhuǎn)向工業(yè)，并有一些相關(guān)應(yīng)用，例如 ams OSRAM 轉(zhuǎn)向研究行業(yè)自動化、自主機(jī)器人、無人機(jī)實(shí)施等。

　　英飛凌和 pmd 為Magic Leap 2打造沉浸式 AR體驗(yàn)，具有 3D 間接飛行時間深度感應(yīng)，專為企業(yè)級應(yīng)用而設(shè)計。

　　半導(dǎo)體制造商英飛凌也已進(jìn)軍該領(lǐng)域。2022 年 5 月，它宣布與 pmdtechnologies 合作，為 Magic Leap 2 開發(fā) 3D 深度感應(yīng)技術(shù)，二者認(rèn)為 AR 應(yīng)用程序?qū)母旧细淖兾覀兊纳詈凸ぷ鞣绞?，并且對于開發(fā)新的工業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用至關(guān)重要。Magic Leap 2 AR 耳機(jī)旨在讓操作員更高效地工作、優(yōu)化復(fù)雜流程以及改善員工之間的協(xié)作。簡而言之，耳機(jī)可以捕捉用戶的完整物理環(huán)境，而新的飛行時間成像器(帶有 3D 圖像傳感器)幫助設(shè)備了解周圍環(huán)境并與之互動。3D 成像器使耳機(jī)能夠精確到毫米檢測物體，從而提高安全性和效率。

　　醫(yī)學(xué)及其他領(lǐng)域的 3D 成像

　　3D 成像設(shè)備也有許多醫(yī)療和汽車應(yīng)用。 3D 傳感、建模和打印支持假肢和其他設(shè)備生產(chǎn)的精確度，以及為外科醫(yī)生提供精確的直接和間接視圖以了解患者的身體結(jié)構(gòu)。

　　OMNIVISION (豪威)和 Lighthouse Imaging于2019 年創(chuàng)建了第一個 3D 內(nèi)窺鏡商業(yè)平臺，為外科醫(yī)生提供深度信息并降低內(nèi)窺鏡手術(shù)的風(fēng)險。從那時起，應(yīng)用程序不斷擴(kuò)展，包括患者監(jiān)測、為手術(shù)引導(dǎo)收集圖像數(shù)據(jù)以及整容手術(shù)。在汽車行業(yè)，3D 傳感正在開發(fā)中，適用于從自動駕駛到車內(nèi)監(jiān)控和電子后視鏡的方方面面。

　　各種 3D 傳感技術(shù)并非沒有缺點(diǎn)，盡管采用組合方法的系統(tǒng)可能會減輕一些缺點(diǎn)。飛行時間和結(jié)構(gòu)光傳感器會受到隨機(jī)噪聲的影響，而激光傳感和立體視覺只能提供有限的焦距。

　　3D 傳感的趨勢似乎正朝著涉及人類操作、機(jī)器人技術(shù)以及各種傳感和數(shù)據(jù)分析工具的協(xié)作系統(tǒng)發(fā)展，以創(chuàng)建強(qiáng)大而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)集，這些數(shù)據(jù)集可以在從規(guī)劃階段到手術(shù)室的各種環(huán)境中輕松操作和工廠車間。元宇宙的概念可能激發(fā)市場對 3D 傳感的新認(rèn)識，但它具有與我們想象的制造業(yè)相結(jié)合的巨大潛力。