據Yole近期發布的《3D成像和傳感-2017版》研究報告顯示,“3D成像和傳感”已經為“征服”消費類和汽車類市場做好了準備,預計其市場規模將從2016年的13億美元增長至2022年90億美元,這期間內的複合年增長率可達37.7%。

Fraunhofer IOF開發出顛覆行業的新款紅外3D掃描儀

紅外3D掃描儀在電視遊戲中的應用已經有一定的歷史了。不過,電視遊戲中的掃描儀精度不高,例如,僅能在虛擬排球遊戲中識別玩家在空中揮動其手臂。據麥姆斯諮詢報導,弗勞恩霍夫應用光學和精密工程研究所(以下簡稱Fraunhofer IOF)開發了一款新型高精度紅外3D掃描儀,分辨率達到了100萬像素,具備實時數據處理能力,能夠使許多新應用成為可能。

“這款新型紅外3D掃描儀的測量技術和人類視覺相似。不過,和人體雙眼不同的是,我們利用了兩顆近紅外攝像頭,”Fraunhofer IOF的Stefan Heist解釋道,“為了實現目標物體探測,我們採用了一款特別開發的近紅外投影儀,在物體表面投影週期性變化的圖紋。”為了利用兩顆攝像頭獲取盡可能多的測量點,這款投影儀會連續快速地在物體表面投影不同的圖紋序列。隨後,軟件會在幾毫秒內計算圖像中的3D數據。

均衡的整體封裝

紅外線為非可見光,因此這款掃描儀在測量物體表面時人類是無法察覺的,憑藉其大量的高精度測量點,這款掃描儀能夠每秒創建36幅1000 x 1000像素的高分辨率3D圖像。結合其彩色攝像頭拍攝的圖像,能夠創建質量一流的彩色3D圖像。這款紅外3D掃描儀能夠不間斷地連續成像,為觀賞者帶來運動的3D彩色成像視覺體驗。相比之下,老舊的顯像管電視每秒僅播放25幀圖像,且每張圖像要通過兩倍掃描以減少閃爍干擾。

“儘管有速度更快的掃描儀產品,但是,它們的3D成像分辨率較差。另一種情況下,則是犧牲速度,換取掃描儀更高的精度。此外,大部分掃描儀都是在可見光範圍內工作的,圖紋的投影會受到干擾或引起人類不適的眩光效果。我們的測量方法則是完全不可見的。我們開發的技術的新穎性,還在於精密調諧的整體封裝,這是開發過程中最具挑戰性的工作之一,”該研究項目負責人Peter Kühmstedt博士說。

無限的應用可能

這款新型的無感紅外3D掃描儀為無數應用帶來了想像空間,比如在醫療康復領域的應用。 “我們的光學系統能夠顯示病患的康復訓練動作是否正確,” Kühmstedt說。他和他的團隊還正在研究開發人機交互應用。機器人或高度自動駕駛系統,也將能夠捕獲並響應人體手勢和麵部表情。這款新型掃描儀還能應用於安防技術應用。生物識別應用中的人體特徵識別,也將無需再利用令人不適的投影掃描。
這款新型紅外3D掃描儀的原型機已經完成,將在2017年5月9日~12日斯圖加特舉辦的控制貿易博覽會上進行展示。

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