3D傳感器是實現深度感知的核心技術。這些傳感器廣泛應用于多種常見的3D視覺技術中，例如立體相機、激光雷達（LiDAR）、飛行時間（ToF）相機和激光三角測量。

通常根據應用場景和技術要求選擇合適的3D視覺方案，不同技術各有其優勢。例如，激光雷達和激光三角測量技術，由于內置諸如旋轉鏡等運動部件，因此不適合在惡劣環境中使用。

立體相機更適合戶外應用場景，原因在于立體相機不易受到陽光直射的干擾。例如，相較于其他3D傳感器，立體相機在成本方面更具優勢。立體相機在計算圖像中的3D數據時，相較于上述其他技術，需要更高的計算能力。同時，部分立體相機具備板載處理能力，可減輕主機的數據處理負擔。此外，立體相機還可提供彩色圖像和彩色點云，而其他主流3D視覺技術則通常需另配彩色相機。

不同3D視覺技術在測量范圍與精度之間往往需要權衡。

對于任何類型的視覺傳感器而言，測量范圍與精度之間通常存在權衡關系。例如，遠程傳感器的精度相對較低，而短距離傳感器則具有較高的精度。在測距能力方面，激光雷達具備最遠的測距能力，其次是立體相機，最后是渡越時間傳感器。激光三角測量的覆蓋范圍雖然最短，但其精度卻更高。

遠距離性能對于實現自主導航與障礙物規避至關重要，而中距離性能則更適用于拾取-放置操作。近距離范圍探測主要則用于物體的識別與檢查。

立體工業相機的應用

立體相機因其在測量范圍與精度方面的靈活性，廣泛適用于大多數倉儲機器人應用場景。這類相機具備較高的性價比，結構堅固耐用，同時可輸出用于目標識別的彩色圖像。

在工業領域中，立體相機主要應用于兩類機器人系統：自主移動機器人（AMR）和取放機器人。

AMR系統通過立體相機執行SLAM（同步定位與建圖），一方面構建環境地圖，另一方面實現自身在地圖中的定位。AMR能夠規劃前往指定目的地的路線，同時精準檢測障礙物（包括物體/行人），并靈活地在這些障礙物周圍導航。

標準立體相機在AMR應用中的特征/要求如下：

高幀率

低延遲

堅固可靠

校準保留

寬視野

遠距離工作能力

高動態范圍，以適應室內外不同光照條件

立體相機

在取放機器人中

的應用實例

取放機器人系統應用的關鍵組件包括：感知環境的視覺系統、用于數據處理和決策的控制系統，以及具備抓取或吸附功能的機械臂。此類取放機器人廣泛應用于裝配、碼垛、拆垛及料箱分揀等多種工業任務。

以料箱分揀為例，其目標是從容器中移除隨機放置的物體。在這些應用中，視覺系統用于識別和定位目標物體，隨后計算其方位，確保抓手能夠精準抓取。然后，控制系統規劃出機器人的移動路徑，有效避開途中的障礙物。最后，機器人順利拾起物體，并將其放置于指定位置。

標準立體相機在該類取放機器人應用中的特征/要求如下：

高精度

低延遲

堅固可靠

校準保留

能夠在多塵/高濕度等工業環境中運行

針對不同大小的物體，需要在視野和工作距離上具備靈活性

Bumblebee X立體相機

Teledyne FLIR IIS的Bumblebee X立體相機，該產品配備工業級（IP67防護等級）、5千兆以太網接口，并集成板載處理能力的立體視覺系統。

Bumblebee X立體相機的主要特點：

高分辨率與高精度

搭載立體圖像處理算法，實現板載處理

24 厘米基線的遠距離工作

靈活的視野選項（60、80 和 105 度）

長時間的校準保留

兼容外部圖案投影儀

支持Robot OS和GenICam接口