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妙用3D機器視覺 加速實現智慧工廠應用

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。

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。

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