直到最近，对3D传感器和3D数据处理技术的需求在很大程度上受到消费电子行业的推动，在这些行业中，将它们与智能手机捆绑在一起变得越来越普遍。汽车行业的需求也在不断增长，其中3D技术被用作紧急自动驾驶汽车细分市场的主要推动者。但是，在成为企业应用程序中的一个小众应用领域之后，3D数据捕获和分析的使用开始在许多行业蓬勃发展，包括医疗保健，零售，运输和物流（T＆L）。 因此，到2024年，全球3D传感器市场估计将超过50亿美元（美国）。
由于3D传感器供应商之间日益激烈的竞争，3D和其他边缘人工智能（AI）传感器价格的快速下降使得企业利用率更加可行。例如，Waymo，Alphabet Inc.的自动驾驶技术子公司，刚于2019年3月宣布它将开始向合作伙伴销售其专有激光雷达 - 一种3D传感器和自动驾驶车辆的主要推动者，此举应该有助于进一步压低价格。将远程激光雷达的成本从每个传感器的75,000美元降低到未来几年的不到1000美元似乎没有任何根本的技术障碍。
换句话说，3D传感器正迅速成为工业应用的真正选择。但是你现在应该投资3D技术吗？还是再等一会儿？让我们首先来看看3D传感器可以做什么，以及这些功能与当今可能采用的相机技术有何不同。
光学3D传感器如何工作？
相机生成2D像素阵列，其中每个像素表示场景中相应区域的灰度或颜色值。相反，3D传感器生成2D阵列，其中每个像素表示场景中的对应点到传感器的距离。但并非所有3D传感器都以相同的方式工作，就像并非所有相机都相同。
从场景中提取3D信息的一种常见方式是使用立体视觉。事实上，这就是我们眼睛的工作方式。在立体视觉中，使用两个相机来获得场景的两个不同视图。通过将来自一个摄像机的像素与从另一个摄像机获得的对应像素匹配并使用关于如何设置摄像机的信息，可以计算到实际点的距离。使用立体视觉的3D感测的一个缺点是像素匹配在计算上是昂贵的，这使得它不适合于计算能力有限的边缘应用。另一个缺点是它们可能在杂乱或包含许多具有相似颜色的物体的环境中不能很好地工作，例如通常倾向于棕色的包裹。
另一种类型的3D传感器使用结构光照明。在这种方法中，通常由点组成的特定红外光图案被投射到场景上。场景中的物体会扭曲图案，然后使用红外摄像头拍摄。将失真图案与已知投影图案进行比较，可以使传感器计算每个点的深度。这种方法有时被称为主动立体视觉，因为它类似于使用立体视觉但使用单个相机和光源。
第三种常见类型的3D传感方法是飞行时间（ToF）。ToF传感器通过测量由激光器或LED从传感器提供到场景中的点并返回的人造光信号的往返时间来捕获3D信息。
三维传感器在相机上的优缺点
有许多企业应用程序可以从当今的3D传感器技术中受益。（我将在接下来的几周内在我的下一篇博客文章中提供一些具体的例子。）然而，有些人可能会争辩说，许多组织仍然可以使用标准摄像机，原因如下：
► 3D传感器目前比相机具有更高的单位成本，特别是在考虑使用远程3D传感器时
► 处理3D数据需要额外的处理能力
► 3D传感器的初始校准过程比摄像机更复杂
► 3D传感器可能会受到户外阳光的干扰，特别是对于结构光型传感器
但是，我认为3D传感器比相机具有许多重要的优势。3D传感器技术......
1、更适合生成丰富的场景数据：对于具有相似颜色对象的复杂场景，例如加载时拖车内部，3D传感器提供的附加信息对于实现所需的分析准确性至关重要。此外，3D传感器可以比相机更准确地估计物体尺寸。
2、受光照不良影响较小：使用相机的高精度计算机视觉应用通常需要受控照明，并且可能无法处理光线较差的仓库和拖车等环境。3D传感器即使在黑暗中也能工作，因为它们提供自己的红外光源。
3、保护隐私：无论您是使用技术监控零售店中的患者，工作人员还是客户，都必须保护受监控人员的隐私。它也是世界上许多地区的法律，例如在欧洲，人员隐私标准高于大多数地区。3D传感器可以以较少侵入性的方式捕获您需要的数据。
仅出于这三个原因，我建议您在寻找改进运营计划或资产监控的方法时，为您的企业强烈评估潜在的3D传感器应用程序。如果您担心3D摄像机与摄像机相比当前的成本，请记住 - 与任何技术一样 - 您必须考虑总体拥有成本（TCO）以及各种技术选项的长期投资回报率。这通常归结为您的个人商业案例。有一些非常具体的场景，3D传感器几乎总是最明智的选择，特别是在运输和物流领域。我将在下一篇文章中详细讨论这些内容。
