妙用3D機器視覺 加速實現智慧工廠應用

2018/10/09 - 洪千惠

隨著蘋果iPhone X主打臉部辨識Face ID應用，引爆3D感測風潮，許多ICT大廠紛紛投入相關軟硬體技術開發，期望藉由3D感測結合人臉辨識、手勢辨識或體感辨識，開創殺手級應用。事實上3D視覺感測技術火苗，不僅在消費性電子裝置與多媒體娛樂應用領域延燒，也逐步擴展到智慧製造、自駕車、無人機、安全監控、3D掃描等等高階商業應用市場。

創始於2013年的立普思(LIPS)，儘管是年輕公司，但已在全球3D機器視覺界闖出一片天；LIPS執行長劉凌偉指出，該公司除提供3D深度攝影機，也供應SDK、Middleware，進一步協助客戶開發App/UI等上層應用，因而構築了業界最完整的3D機器視覺平台架構。

劉凌偉說，LIPS早期僅提供3D攝影機，爾後發現許多企業雖對3D感測應用主題深感興趣，但普遍欠缺相關軟體研發能力，所以就算擁有攝影機，也往往不知下一步該如何走；有鑑於此，LIPS積極推動中上層研發佈局，逐步擴展為全方位解決方案，直接幫助客戶解決難題。

迄至目前，LIPS參與過的專案甚多，曾涉獵車子內外的智慧應用、無人商店、安全監控、長照、智慧運輸、3D掃描、遊戲、AR/VR、智慧家庭乃至工廠自動化等眾多題材，對此LIPS市場行銷處經理黃紹峯歸納，目前市場上相對明確的剛性需求有二，一是臉部辨識，另一則是智慧工廠，因此LIPS陸續針對智慧工廠提出多元應用方案。

3D感測搭配演算法，為機器人賦予大腦與雙眼

談及LIPS在智慧工廠的專案經驗，劉凌偉認為最值得一提的，乃是鞋底貼合應用。他表示，當前全球鞋類市場走向「多樣少量」客製化生產模式，而鞋廠為了跟隨趨勢，基本上必須設法提高鞋底貼合彈性，不宜固守人工打模、添加有機溶劑等傳統模式，需在噴膠前先上電漿，以增加黏合度。LIPS針對相關作業需求設計完整方案，先以3D攝影機拍攝每隻鞋底，掌握大小、形狀、凹凸面等資訊，旋即規劃後續上電漿、噴塗等作業程序，然後依序指引搭載電漿頭、噴膠頭的不同機器手臂，精準無誤地完成任務。

劉凌偉強調，一經結合3D機器視覺與演算法，等於為機器人賦予眼睛與大腦，使機器人能針對不同場景做出聰明判斷，並與場景中的物件精準互動。另一個顯著的智慧工廠應用情境則是瑕疵檢測，比方說汽車零組件或機殼製造商，皆需檢測產品外觀有無刮痕、確認彎曲角度是否足夠，過去係以人工檢測搭配昂貴機器抽檢來進行，既耗時又耗錢，如今僅需透過高精密度3D攝影機掃描物件並予建模，再與原始設計檔案進行比對，即可讓所有細微瑕疵快速現形，堪稱是史上性價比最高的外觀檢測方案。

LIPS也曾協助客戶打造智慧化無人搬運車(AGV)應用，先以AGV搭載3D攝像頭啟動探索模式，在廠區內走過一輪，藉以重建場景、形成3D地圖，做為後續路徑規劃依據，接著同樣以AGV搭載3D攝像頭執行搬運任務，藉由3D機器視覺發揮智慧避障、自動對位、跟隨人運動等效果；對客戶而言，可望透過3D機器視覺一舉取代光達(Lidar)，亦無需在地面上鋪設線圈與磁條，大幅減輕成本負擔。

此外不少工廠利用3D機器視覺進行員工臉部辨識，有效防止代打卡；另將3D攝影機導入倉儲應用，掃描各個箱子後立即探知長寬高，接著便可化零為整，將數個小箱集結為一大箱，便於客戶制定機器手臂的夾取策略。這些都是3D機器視覺的實際應用案例。


圖說：立普思(LIPS)執行長劉凌偉(右)表示，透過3D攝像頭、3D機器視覺演算法的導入，可望直接快速協助企業提升瑕疵檢測能力，所有產品外觀上的細微割痕，都將無所遁形；圖左為LIPS市場行銷處經理黃紹峯。