導航、避障、物體識别……3D視覺技術應用正在不斷深入。
文｜新戰略
近幾年，3D視覺感覺技術在移動機器人領域的應用正在不斷深入。從棧闆識别到導航避障，應用的深入有賴于技術的進步，而技術的發展則有賴于相關産業鍊企業的不斷突破。
銀牛微電子成立于2020年8月，是一家專注3D和AI晶片、模組以及産品設計的高新科技企業。12月17日，在“中國移動機器人（AGV/AMR）産業發展年會”上，銀牛微電子釋出了一款全新的3D視覺導航模組——R132，用于移動機器人的避障與物體識别。除了R132外，銀牛微電子國内首款3D視覺模組C158也于今年11月推出，主要用于移動機器人導航與定位。
銀牛3D機器視覺模組R132
3D視覺模組：移動機器人的“大腦”和“雙眼”
随着移動機器人應用場景的不斷豐富，應用端對于機器人的柔性化、智能化需求不斷上升。從雷射到視覺，移動機器人感覺系統的智能化成為目前業内探索的重點。
在移動機器人領域，視覺感覺技術主要有兩大用途，一是導航避障，二是末端對接時的物體識别。
在導航方面，視覺導航被認為是未來的主要方向之一。從技術的角度而言，目前應用較多的2D雷射導航，隻能檢測到固定平面的障礙物，對于高于或低于此平面物體都是其盲區，3D視覺技術則可以克服此缺點，能夠擷取現實三維場景完整的幾何資訊，利用帶有深度資訊的圖像來實作對于場景的精準的數字化，進而實作高精度的識别、定位、重建、場景了解等機器視覺的關鍵功能。從成本的角度來看，目前雷射傳感器的價格要遠高于3D深度相機，視覺技術的應用正好契合了移動機器人廠商降成本的需求。
銀牛微電子聯合創始人兼副總裁何火高認為，融合導航會是移動機器人未來發展的主要方向，其中，3D視覺技術不可或缺。
銀牛微電子在11月推出的C158 模組基于其核心NU4000晶片打造，是一款高度內建的産品，在其125mm x 40mm x 27mm的體積内，內建了3D深度、SLAM實時定位建圖引擎、及人工智能等功能，這使其支援120fps的2路攝像頭以及6自由度坐标的重定位，能夠實作實時高精度姿态跟蹤。
銀牛3D機器視覺模組C158
何火高介紹，C158模組深度分辨率可達1280 x 800 @60fps，感覺距離在6m以内的精度誤差僅為1%，極大滿足了對3D深度性能有高要求的應用場景。此外，其内置的SLAM（實時定位與建圖）引擎，有助于傳感器在運動過程中探測并建立環境模型，可實作高達100fps幀率的高精度實時建圖與重定位。
而針對視覺導航面臨的易受光線影響等問題，銀牛的3D視覺模組也在最大程度上做了改進。
在技術路線的選擇上，銀牛微電子選擇了雙目視覺方案，何火高表示：“原因在于雙目立體技術最接近人眼對外界的感覺，在精度、FPS、分辨率、識别距離等方面相較其他路線優勢明顯，同時我們在模組上還加入了紅外鏡頭、紅外激發射器等，有效解決了依賴環境光源、暗光場景表現不佳的問題，無論是在室外光還是在室内黑暗場景中，移動機器人都能夠作業。”
導航避障外，視覺技術另一主要應用在于托盤及料箱位置的二次識别定位。在末端物料取放環節，料箱放置的位置并不會很精準，這就需要移動機器人具備二次校準的能力，依靠3D相機，結合3D視覺識别算法識别并定位托盤和料箱的空間位置，移動機器人可實作精準取貨。
銀牛最新釋出的3D機器視覺模組R132，深度分辨率可達1280×800@60fps，感覺距離達到3m，深度感覺精度誤差；視場角達到88°×58°，可有效解決機器人避障與物體識别的行業痛點。
銀牛3D機器視覺模組R132除了面向不同環節應用的針對性設計外，銀牛兩款3D視覺模組還具備非常強大的AI運算核心，擁有高達2 TOPs的AI運算能力和靈活配置。通用ARM核支援不同應用，可獨立運作系統，減少主要晶片和系統的負擔，提高實時性。
3D視覺是高端制造和智能制造機器人的關鍵技術，它賦予了機器人“眼睛和大腦”的三維感覺能力，是建構AI智能機器生态的重要一環。何火高表示，C158和R132專門針對中國移動機器人市場需求進行優化設計，作為通用型模組産品，無論是工業應用移動機器人還是商用服務機器人，都能夠友善地應用。由于其高度內建的特性，兩款模組将會大大縮短移動機器人的生産周期，降低生産成本，為整個移動機器人行業帶來新的變革，賦能移動機器人産業更新。
目前，銀牛微電子已與國内多家移動機器人企業展開合作，将C158模組落地應用，而R132模組則計劃2022年1月開始客戶送樣。
何火高表示，移動機器人行業正處于高速發展階段，應用場景将會越來越多樣化，其領域也必然越來越細分，在移動機器人的各細分領域，将會不斷出現獨占鳌頭的“隐形冠軍”。這些企業能夠深耕于其特定領域，專注技術創新，貼合使用者需求，将移動機器人在實際應用中的作用最大限度發揮，如此一來，移動機器人市場将進入良性健康的發展階段。“國内企業對于新技術的學習和掌握程度非常快，在發展3D深度機器視覺方面有天然的優勢，随着工業4.0時代到來，移動機器人智能化需求不斷增強，相信3D機器視覺技術将在其中扮演着重要角色，幫助移動機器人産業轉型更新。”
中以強強聯合，技術與市場并進
C158和R132是銀牛微電子在中國市場率先推出的兩款針對性産品，兩款模組優異的性能讓業内看到了銀牛微電子強大的技術實力，這背後除了其團隊在研發、生産、供應鍊等方面的綜合實力外，還有銀牛對市場需求的準确把握。
何火高介紹，作為一家初創公司，銀牛微電子起點很高，在成立之初即完成了對全球領先的3D視覺晶片設計企業以色列Inuitive的收購。以色列被稱為“晶片王國”，Inuitive更是深耕3D視覺近10年，擁有全球領先的3D深度視覺晶片，在計算機視覺、人工智能、光學、系統架構、嵌入式系統軟體、邊緣計算及晶片設計等領域積累了豐富的經驗。
銀牛微電子自身的創始團隊也非常強大，董事長兼CEO曲冠誠畢業于北京大學，獲軟體工程碩士，中國注冊會計師，擁有14餘年的資本運作經驗，先後供職于中國航天科技集團、中信證券、中國國有資本風險投資基金和凱橋基金；副總裁何火高畢業于哈爾濱工業大學，并在新加坡國立大學獲得管理學碩士學位，先後供職于英特爾中國、AMD新加坡、上海有線電廠和上海電子通訊裝置研究所；首席戰略官白逸畢業于清華大學，并在美國賓州州立大學獲得電子工程碩士學位，先後供職于PMC-Sierra、新思、英偉達、楷登和凱橋基金。
成立一年時間，銀牛現在已經建立了從研發、生産、銷售、市場到商務拓展等在内的一套完整的客戶支援體系，形成了銀牛獨有的中以雙向協作模式， “以色列的技術+中國本地化的産品和服務”。目前，結合以色列Inuitive公司的尖端技術，針對中國市場需求協同關聯，銀牛微電子已經成功邁出了技術産品化的第一步。
以晶片為基礎，推出系列模組，何火高表示，這是在充分考量市場需求後選擇的方向，“從公司政策上講，模組化的産品是我們今後在國内市場一個主要方向，因為一般情況下，從晶片到模組再到最終的産品，其實是一個非常漫長的周期，期間也面臨着很多技術難題，我們将晶片做成一個通用型模組産品，這樣可以大大縮短移動機器人企業的開發時間，将産品更快的推向市場。”
移動機器人行業目前正處于快速的發展中，産品的更新疊代周期在不斷加快，高度內建的核心部件無疑将使企業在産品開發過程中更為順暢，未來，為更好的配合企業的需要，何火高表示：“在傾聽客戶需求的基礎上，我們也會不斷的去優化疊代現有的産品，同時也會陸續推出新産品，希望通過我們的3D視覺模組，能夠幫助移動機器人廠商進一步提升産品的穩定性、安全性以及對場景的适應性。”
而關于公司未來的規劃，據何火高介紹，包絡機器人行業在内，自動駕駛、元宇宙互動以及醫療領域将是銀牛微電子接下來重點發力的四大市場，是以，除C158模組和R132模組外，針對不同細分行業，銀牛微電子後續也會推出有針對性的産品。同時，以色列的技術不僅會在中國落地，在國内研發團隊建立後，銀牛微電子還将納入國外研發人才，形成國際化的研發團隊，将技術推廣到全球市場。
此外，何火高還提到，未來銀牛還将與中國幾個重要的行業龍頭企業展開戰略合作，或者探讨成立合資公司等合作形式，聯結産業鍊，推動合作與共赢，加速推動整個3D視覺産業的發展和更新。
結語：移動機器人的不斷發展離不開産業鍊上下遊企業共同努力，核心零部件技術的突破往往能夠加速推動相關産品的變革，視覺技術目前在移動機器人領域的應用正在不斷增多，未來，伴随着相關技術的進一步成熟，相信其應用也将會不斷深入。