西班牙Xesol Innovation是一家活躍于全球的公司，專門從事人工視覺和深度學習。其產品包括用于更安全的駕駛和道路安全的解決方案。其中一個解決方案是Drivox Security。這是一個用于工業車輛的安全系統。它可以檢測到行人和車輛前后的物體，以防止碰撞。FRAMOS正在向Xesol提供具有IP66保護的工業千兆以太網深度攝像機，并提供集成支持。

挑戰

內部物流對效率有很高的要求。倉庫通常有許多工業車輛和叉車在工人和托盤之間快速來回移動。這種高度動態的過程會帶來風險和危險。司機通常缺乏經驗，必須在巨大的時間壓力下工作。根據基于神經網絡和人工智能解決方案的西班牙公司 Xesol Innovation 的數據，每年有 11 萬起叉車事故。除了中斷操作外，這些事故還會導致人身傷害，有時甚至導致死亡。

多為碰撞事故，涉及人員被推、沖或被叉車撞到。雖然法律沒有要求，但倒車警告信號可以防止許多事故的發生。可以執行風險評估以確定將這些信號改裝到叉車的必要性和合理性的程度。有多種方法可以檢測可能觸發聲音警告信號的人和物體，例如超聲波系統、紅外技術和安全激光掃描儀，或基于攝像頭的解決方案。

在深入研究了這個問題之后，Xesol Innovation 決定采用 3D 視覺系統，因為超聲波系統的分辨率較差，并且幾乎無法區分人和機器。反過來，基于激光的系統容易受到反射和日光的干擾。另一方面，基于 3D 立體的系統被認為是適用于室內和室外應用的最強大的技術。除了實際的深度圖像，它們還可以輸出 RGB 圖像以獲得更好的識別性能。

新的解決方案

Xesol Innovation 的當前解決方案 Drivox Security 由三個部分組成（見圖 1 和圖 2）：

圖 1：組件（從左到右）：TFT LCD 顯示器、FRAMOS 深度攝像頭（在金屬面板后面）和用于基于 AI 的圖像分析的英特爾處理器單元。

圖 2：叉車中組件的布置：(1) 顯示器，(2) 處理器單元，(3) 攝像頭（前后）。

FRAMOS D435e 攝像頭，安裝在車輛前部和后部用于三維感知，一個微處理器單元用于基于 AI 的圖像分析，以及一個作為駕駛員監視器的顯示器，它還顯示計算結果。如果發生潛在的碰撞風險，系統會通過可見和可聽的信號警告駕駛員。該項目的主要目標之一是限制工作環境中的事故數量，以防止操作中斷，最重要的是保護工人的生命。

在這個項目中，FRAMOS 提供了 rivox Security 的“眼睛”。這家圖像處理產品、嵌入式視覺技術、定制解決方案和 OEM 服務的全球供應商開發了一款基于英特爾實感技術的工業 GigE 深度攝像頭，讓駕駛員能夠看到他們無法 100% 看到的區域相機。FRAMOS 還支持將攝像頭集成到完整的安全解決方案中。深度技術和 3D 成像在此應用中至關重要，必須在各種距離、任何姿勢、位置或環境中可靠地檢測人和物體，并評估各自的危險。

圖 3：封閉式 FRAMOS D435e 工業相機，防護等級為 IP66，安裝在駕駛室上（扉頁）。

Xesol Innovation 是首批使用 FRAMOS 新相機的客戶之一，該相機基于英特爾實感技術，處于測試階段。Xesol Innovation 最重要的標準是千兆以太網接口和工業相機外殼：這是將 FRAMOS 與標準版英特爾實感相機區分開來的兩個主要特征。英特爾建議 Xesol Innovation 聯系 FRAMOS 實施 RealSense 攝像頭，這是成功開發解決方案的第一步。

FRAMOS 深度相機

FRAMOS 開發了工業版 3D 相機，可以將英特爾技術的優勢用于惡劣環境下的工業視覺系統。FRAMOS 相機與英特爾 sdk 配合使用，因此可以輕松地從常規 RS 相機遷移，而無需/幾乎不需要重寫代碼。借助高級圖像分析或 AI 功能，可以屏蔽掉深度圖像中的背景，隱藏遠處的物體，或者用距離指示器顯示物體等等。深度精度取決于相機與物體之間的距離、具體地點和照明條件。

英特爾實感深度模塊是一個隨時可用的立體 3D 系統。它通過計算立體圖像中的差異來確定物體的距離。這項技術需要相當大的處理能力，因為必須計算兩幅圖像中每個像素的差異。對于此應用，兩個相機必須穩定定位和對焦。因此，英特爾實感攝像頭經過預先校準和精確對齊。相機中的內部英特爾 D4 處理器執行計算，即負責“合并”兩個圖像。為此，它會實時計算圖像中每個像素的視差和相關深度，以可靠地檢測物體和人物。相機中的 IR 投影儀可確保獲得良好的圖像效果，即使場景包含非常少的用于計算視差的結構，例如平坦的墻壁。來自 IR 投影儀（紋理生成器）的附加紋理改善了計算結果，意味著即使具有統一的結構也可以生成深度圖。

FRAMOS 相機的外殼提供 IP66 防水、防塵保護，并有四個 M3 孔，可靈活安裝。它具有可鎖定的千兆位以太網 (M12)、電源和 GPIO (M8) 連接器。FRAMOS 為相機開發了自己的處理器板，以滿足工業接口要求。該攝像機還支持 PoE 操作（通過以太網/PoE 接口進行以太網供電）以最大限度地減少布線。其工作溫度范圍介于 0 °C 和 +55°C 之間。

FRAMOS 相機的主要優點簡要說明： 安裝簡單快速 即插即用 Intel RS SDK 2.0 IP66 防塵和強力噴水。帶 M12 連接器的外殼專為以太網和 PoE 操作而設計。最長電纜長度可達 100 m。網絡技術允許多攝像機操作。

結果

在 Xesol Innovation 的 Drivox Security 中，攝像頭可以完整查看距離叉車 1.0 至 8.0 m 的行人和物體。它以 30 fps 的實時流傳輸周圍環境的圖像，分辨率為 1280 x 720 像素，到叉車的顯示器上（見圖 4）。

圖 4：攝像頭的后方視野；司機可以看到屏幕上的一切。

駕駛室的屏幕不斷顯示來自安裝在車輛前后的攝像頭的圖像（見圖 5）。

圖 5：顯示屏上的人員檢測，帶警報狀態。

基于 AI 的視頻流分析在單獨的微處理器單元中執行。Drivox Security 可以檢測三個不同檢測區域中的行人和障礙物，并指出每種情況下的個別碰撞風險。這些由用于元素檢測和識別的神經網絡以及相應的決策算法計算得出。該軟件針對特定車輛單獨配置。

當在各個檢測區域識別到行人或障礙物時，系統會發出可見和/或可聽警報（見圖 6 中的表格）。

圖 6：當車輛接近行人或物體時發出警報信號。

紅色、橙色和黃色代表不同的碰撞風險級別。該系統能夠可靠地檢測處于所有可能位置和姿勢的行人，因此即使通過“偽裝”方法也無法勝過它（見圖 7）。

圖 7：該軟件可靠地檢測任何姿勢或位置的人。

優點

●工傷事故減少，相關成本降低

●風險情況檢測和早期事故預警

●減少停機成本

●使用熱圖提高路線規劃效率

●確定事件/事故增加的關鍵因素

●提高駕駛時的安全性

目前正在進行調查以確定是否可以擴大相機的視野。理想的是擁有在深度和更大的水平和/或垂直參數方面都具有更大視野范圍的相機。FRAMOS 的專家正在協助 Xesol Innovation 集成新型工業 3D 視覺相機，尤其是在將 3D 技術與人工智能（AI 功能）相結合的應用中。