重大突破：新型扫描仪让机器人实现透明物体瞬间3D成像

革命性热成像技术将透明及黑色物体的3D成像时间从15秒缩短至1.5秒。

当前机器人技术面临的核心挑战在于难以识别人类视觉可轻松辨别的材料，例如玻璃、高反光金属或纯黑表面。这些材料无法按常规方式反射光线，导致标准3D传感器失效 —— 这对依赖高速精密生产的工业领域构成严峻挑战。

弗劳恩霍夫应用光学与精密工程研究所（IOF）的科学家们近期取得突破性进展，成功开发出名为"goROBOT3D"的创新系统。该技术将非合作表面材料的扫描分析时间从15秒压缩至1.5秒以内，有望彻底改变自动化系统在动态生产环境中处理复杂材料的方式。

让隐形物体显形

传统系统在透明或深色物体上失效的原因是光线畸变或吸收。goROBOT3D通过结构热成像技术突破这一限制：将热辐射图案投射至物体表面，并由热成像摄像机捕捉反馈。无论物体对传统传感器呈现何种状态，系统均可生成清晰的三维图像。

这项热成像技术历经多年研发，最新突破源于投影与图像捕捉系统的革新。

单次成像重构3D模型

"我们的方法采用结构化热辐射扫描被测物体表面，"弗劳恩霍夫IOF的马丁·兰德曼博士解释道，"物体表面发射的静态热点阵图由双热成像摄像机同步捕捉，通过空间互相关算法即可从图像对中重构三维数据。"

研究团队以衍射光学元件替代传统的缓慢条纹投影，该元件能将激光分解为瞬时覆盖物体表面的不规则点阵。即使在要求高速响应与强抗干扰性的严苛工业环境中，也能实现精确测量。

毫秒级扫描抓取

此前扫描需采集数百组图像对，新技术仅需单次成像。"传统方法需拍摄数百对热成像图片，而我们的新技术仅用单组图像即可在毫秒级时间内完成3D信息重构，将整体测量评估时间缩短一个数量级，"兰德曼强调。

扫描完成后，人工智能系统实时分析物体并确定抓取点。"我们采用'分拣抓取'流程 —— 即在混乱环境中实现精准目标抓取。"

工业应用前景

该技术的高效性为连续生产开启新纪元：机器人无需等待即可实现"扫描-抓取"同步作业。当系统处理当前物体时，后续目标已完成扫描准备，确保产线不间断运行。

凭借模块化设计，goROBOT3D可适配多种工业场景。弗劳恩霍夫IOF将于2025年6月24日至27日在慕尼黑自动化技术展（Automatica 2025）进行实机演示。

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