南乌拉尔国立大学的研究人员与华北动力工程大学的科学家合作，开发了一种用于机器人的测试台数字孪生模型和一种新型的多投影全方位机器视觉方法。该系统将来自多个全景相机的图像与结构化激光光束相结合，使机器人能够重建障碍物的形状并高精度地测量其距离。此外，该系统的成本比同类系统低数十倍。
得益于集成的多投影全方位视觉和激光技术，该机器人能够在生产过程中自主避开空间障碍物，并与其他物体进行精确交互。
“在基于 Unity 3D 平台开发的模拟器中，机械臂可以配置不同数量的摄像头，并可调整摄像头位置、镜头和激光参数，图像可以直接发送到外部计算服务器，”南乌拉尔国立大学电气驱动、机电一体化和电子机械工程系副教授伊万·霍洛迪林解释道。“然后，一种特殊的算法会将所有摄像头的数据组合成一张环境地图，从而生成机器人路径上障碍物的形状及其距离。在虚拟环境和实际环境中进行的测试表明，该系统能够可靠地‘看到’整个 360 度‘场景’，并以毫米级的精度测量距离。”
科学家们的成功实验为工业环境中移动机器人、机械臂和机器视觉系统的更安全、更精确的导航铺平了道路。
为了测量机器人与物体之间的距离，南乌拉尔国立大学的开发人员将来自多个全景摄像头的图像与投影激光线相结合，从而创建深度图和障碍物轮廓。为了确保系统即使在黑暗中也能正常工作，科学家们在机器人设计中集成了一个激光发射器。
“当激光束照射到物体上时，会在物体表面留下一条彩色线条，因此即使在黑暗环境中，我们也可以使用摄像头记录这条线条并计算距离，”伊万·霍洛迪林解释道。“该算法会将来自多个摄像头的图像进行组合，利用这条线条重建物体的轮廓，并同时计算到物体的距离。”
车里雅宾斯克科学家们研发的这项技术的主要竞争优势在于：能够极其精确地测量周围物体的距离（即使在黑暗中也能测量），而且成本比采用昂贵的二维激光雷达测距仪（成本约为40万卢布）的类似系统低数十倍。作者在国际期刊《传感器》（Sensors）上详细描述了他们的研究成果。
这种独特的带有激光发射器的多投影全方位视觉系统可应用于需要使用机械臂进行物体分拣的企业。