视觉机器人助力文物保护工作
2022-07-04

6月27日,中国科学家利用机器视觉,机械臂等技术研发了“文物外观快速采集建模装置”。该款机器人能够利用条纹投射器向文物表面投射结构光,再借助两台工业相机拍摄的结构光图像,对结构光进行解码,配合机械臂的运动还有转台的旋转,最后完成对文物表面三维形貌的完整采集。

此文物扫描机器人的出现大大地提高了文物采集效率,采用人工对兵马俑进行数据采集需要半小时并需要大量人员。而机器人可以一键式完成扫描采集,仅需5分钟,再经过一键式数据处理,就可计算出文物表面的三维数据。运用机器人进行采集有效避免了采集过程中对文物造成的干扰甚至损伤。

目前中国科学家们打算研发不同系列的快速采集建模装置,并逐步投入中国国家博物馆等机构使用。

这一装置的成功研制得益于结构光视觉方法。结构光基于光学三角法测量原理,特定编码图案的结构光通过投影设备投射在被测物体,在被测物体表面形成相同形状的光条三维图像,通过光条的畸变和扭结可以重构计算物体的表面三维轮廓。

在诸多的视觉方法中,结构光三维视觉以其大量程、大视场、较高精度、光条图像信息易于提取、实时性强及主动受控等特点,在商业领域中存在着巨大的市场空间,根据 YOLE 统计,2021 年全球结构光市场为 25 亿美元,占比 35%,其次为激光雷达 22 亿美元,市场占比 31%。

2010 年微软合作 primesense 发布首款搭载 3D 结构光的体感设备Kinect,2017年苹果发布 iPhone X 搭载结构光模组带动市场迅速起量。目前采用 3D结构光方案的手机厂商还有华为荣耀 Magic、Mate 20pro 以及 OPPO FindX 等,结构光未来有机会渗透更多领域。

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