近幾年，3D視覺感知技術(shù)在移動機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用正在不斷深入。從棧板識別到導(dǎo)航避障，應(yīng)用的深入有賴于技術(shù)的進(jìn)步，而技術(shù)的發(fā)展則有賴于相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)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芯片、模組以及產(chǎn)品設(shè)計的高新科技企業(yè)。12月17日，在“中國移動機(jī)器人（AGV/AMR）產(chǎn)業(yè)發(fā)展年會”上，銀牛微電子發(fā)布了一款全新的3D視覺導(dǎo)航模組——R132，用于移動機(jī)器人的避障與物體識別。除了R132外，銀牛微電子國內(nèi)首款3D視覺模組C158也于今年11月推出，主要用于移動機(jī)器人導(dǎo)航與定位。
銀牛3D機(jī)器視覺模組R132
3D視覺模組：移動機(jī)器人的“大腦”和“雙眼”
隨著移動機(jī)器人應(yīng)用場景的不斷豐富，應(yīng)用端對于機(jī)器人的柔性化、智能化需求不斷上升。從激光到視覺，移動機(jī)器人感知系統(tǒng)的智能化成為當(dāng)前業(yè)內(nèi)探索的重點。
在移動機(jī)器人領(lǐng)域，視覺感知技術(shù)主要有兩大用途，一是導(dǎo)航避障，二是末端對接時的物體識別。
在導(dǎo)航方面，視覺導(dǎo)航被認(rèn)為是未來的主要方向之一。從技術(shù)的角度而言，當(dāng)前應(yīng)用較多的2D激光導(dǎo)航，只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(qū)，3D視覺技術(shù)則可以克服此缺點，能夠獲取現(xiàn)實三維場景完整的幾何信息，利用帶有深度信息的圖像來實現(xiàn)對于場景的精準(zhǔn)的數(shù)字化，從而實現(xiàn)高精度的識別、定位、重建、場景理解等機(jī)器視覺的關(guān)鍵功能。從成本的角度來看，當(dāng)前激光傳感器的價格要遠(yuǎn)高于3D深度相機(jī)，視覺技術(shù)的應(yīng)用正好契合了移動機(jī)器人廠商降成本的需求。
銀牛微電子聯(lián)合創(chuàng)始人兼副總裁何火高認(rèn)為，融合導(dǎo)航會是移動機(jī)器人未來發(fā)展的主要方向，其中，3D視覺技術(shù)不可或缺。
銀牛微電子在11月推出的C158 模組基于其核心NU4000芯片打造，是一款高度集成的產(chǎn)品，在其125mm x 40mm x 27mm的體積內(nèi)，集成了3D深度、SLAM實時定位建圖引擎、及人工智能等功能，這使其支持120fps的2路攝像頭以及6自由度坐標(biāo)的重定位，能夠?qū)崿F(xiàn)實時高精度姿態(tài)跟蹤。
銀牛3D機(jī)器視覺模組C158
何火高介紹，C158模組深度分辨率可達(dá)1280 x 800 @60fps，感知距離在6m以內(nèi)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(yīng)用場景。此外，其內(nèi)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(huán)境模型，可實現(xiàn)高達(dá)100fps幀率的高精度實時建圖與重定位。
而針對視覺導(dǎo)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(jìn)。
在技術(shù)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(shù)最接近人眼對外界的感知，在精度、FPS、分辨率、識別距離等方面相較其他路線優(yōu)勢明顯，同時我們在模組上還加入了紅外鏡頭、紅外激發(fā)射器等，有效解決了依賴環(huán)境光源、暗光場景表現(xiàn)不佳的問題，無論是在室外光還是在室內(nèi)黑暗場景中，移動機(jī)器人都能夠作業(yè)。”
導(dǎo)航避障外，視覺技術(shù)另一主要應(yīng)用在于托盤及料箱位置的二次識別定位。在末端物料取放環(huán)節(jié)，料箱放置的位置并不會很精準(zhǔn)，這就需要移動機(jī)器人具備二次校準(zhǔn)的能力，依靠3D相機(jī)，結(jié)合3D視覺識別算法識別并定位托盤和料箱的空間位置，移動機(jī)器人可實現(xiàn)精準(zhǔn)取貨。
銀牛最新發(fā)布的3D機(jī)器視覺模組R132，深度分辨率可達(dá)1280×800@60fps，感知距離達(dá)到3m，深度感知精度誤差<2%；視場角達(dá)到88°×58°，可有效解決機(jī)器人避障與物體識別的行業(yè)痛點。
銀牛3D機(jī)器視覺模組R132除了面向不同環(huán)節(jié)應(yīng)用的針對性設(shè)計外，銀牛兩款3D視覺模組還具備非常強(qiáng)大的AI運算核心，擁有高達(dá)2 TOPs的AI運算能力和靈活配置。通用ARM核支持不同應(yīng)用，可獨立運行系統(tǒng)，減少主控芯片和系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，提高實時性。
3D視覺是高端制造和智能制造機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)，它賦予了機(jī)器人“眼睛和大腦”的三維感知能力，是構(gòu)建AI智能機(jī)器生態(tài)的重要一環(huán)。何火高表示，C158和R132專門針對中國移動機(jī)器人市場需求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，作為通用型模組產(chǎn)品，無論是工業(yè)應(yīng)用移動機(jī)器人還是商用服務(wù)機(jī)器人，都能夠方便地應(yīng)用。由于其高度集成的特性，兩款模組將會大大縮短移動機(jī)器人的生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，為整個移動機(jī)器人行業(yè)帶來新的變革，賦能移動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)升級。
目前，銀牛微電子已與國內(nèi)多家移動機(jī)器人企業(yè)展開合作，將C158模組落地應(yīng)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(jī)器人行業(yè)正處于高速發(fā)展階段，應(yīng)用場景將會越來越多樣化，其領(lǐng)域也必然越來越細(xì)分，在移動機(jī)器人的各細(xì)分領(lǐng)域，將會不斷出現(xiàn)獨占鰲頭的“隱形冠軍”。這些企業(yè)能夠深耕于其特定領(lǐng)域，專注技術(shù)創(chuàng)新，貼合用戶需求，將移動機(jī)器人在實際應(yīng)用中的作用最大限度發(fā)揮，如此一來，移動機(jī)器人市場將進(jìn)入良性健康的發(fā)展階段。“國內(nèi)企業(yè)對于新技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握程度非常快，在發(fā)展3D深度機(jī)器視覺方面有天然的優(yōu)勢，隨著工業(yè)4.0時代到來，移動機(jī)器人智能化需求不斷增強(qiáng)，相信3D機(jī)器視覺技術(shù)將在其中扮演著重要角色，幫助移動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。”
中以強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，技術(shù)與市場并進(jìn)
C158和R132是銀牛微電子在中國市場率先推出的兩款針對性產(chǎn)品，兩款模組優(yōu)異的性能讓業(yè)內(nèi)看到了銀牛微電子強(qiáng)大的技術(shù)實力，這背后除了其團(tuán)隊在研發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈等方面的綜合實力外，還有銀牛對市場需求的準(zhǔn)確把握。
何火高介紹，作為一家初創(chuàng)公司，銀牛微電子起點很高，在成立之初即完成了對全球領(lǐng)先的3D視覺芯片設(shè)計企業(yè)以色列Inuitive的收購。以色列被稱為“芯片王國”，Inuitive更是深耕3D視覺近10年，擁有全球領(lǐng)先的3D深度視覺芯片，在計算機(jī)視覺、人工智能、光學(xué)、系統(tǒng)架構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)軟件、邊緣計算及芯片設(shè)計等領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗。
銀牛微電子自身的創(chuàng)始團(tuán)隊也非常強(qiáng)大，董事長兼CEO曲冠誠畢業(yè)于北京大學(xué)，獲軟件工程碩士，中國注冊會計師，擁有14余年的資本運作經(jīng)驗，先后供職于中國航天科技集團(tuán)、中信證券、中國國有資本風(fēng)險投資基金和凱橋基金；副總裁何火高畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)，并在新加坡國立大學(xué)獲得管理學(xué)碩士學(xué)位，先后供職于英特爾中國、AMD新加坡、上海有線電廠和上海電子通訊設(shè)備研究所；首席戰(zhàn)略官白逸畢業(yè)于清華大學(xué)，并在美國賓州州立大學(xué)獲得電子工程碩士學(xué)位，先后供職于PMC-Sierra、新思、英偉達(dá)、楷登和凱橋基金。
成立一年時間，銀牛現(xiàn)在已經(jīng)建立了從研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、市場到商務(wù)拓展等在內(nèi)的一套完整的客戶支持體系，形成了銀牛獨有的中以雙向協(xié)作模式， “以色列的技術(shù)+中國本地化的產(chǎn)品和服務(wù)”。當(dāng)前，結(jié)合以色列Inuitive公司的尖端技術(shù)，針對中國市場需求協(xié)同聯(lián)動，銀牛微電子已經(jīng)成功邁出了技術(shù)產(chǎn)品化的第一步。
以芯片為基礎(chǔ)，推出系列模組，何火高表示，這是在充分考量市場需求后選擇的方向，“從公司策略上講，模組化的產(chǎn)品是我們今后在國內(nèi)市場一個主要方向，因為一般情況下，從芯片到模組再到最終的產(chǎn)品，其實是一個非常漫長的周期，期間也面臨著很多技術(shù)難題，我們將芯片做成一個通用型模組產(chǎn)品，這樣可以大大縮短移動機(jī)器人企業(yè)的開發(fā)時間，將產(chǎn)品更快的推向市場。”
移動機(jī)器人行業(yè)當(dāng)前正處于快速的發(fā)展中，產(chǎn)品的更新迭代周期在不斷加快，高度集成的核心部件無疑將使企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)過程中更為順暢，未來，為更好的配合企業(yè)的需要，何火高表示：“在傾聽客戶需求的基礎(chǔ)上，我們也會不斷的去優(yōu)化迭代現(xiàn)有的產(chǎn)品，同時也會陸續(xù)推出新產(chǎn)品，希望通過我們的3D視覺模組，能夠幫助移動機(jī)器人廠商進(jìn)一步提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性、安全性以及對場景的適應(yīng)性。”
而關(guān)于公司未來的規(guī)劃，據(jù)何火高介紹，包絡(luò)機(jī)器人行業(yè)在內(nèi)，自動駕駛、元宇宙交互以及醫(yī)療領(lǐng)域?qū)⑹倾y牛微電子接下來重點發(fā)力的四大市場，因此，除C158模組和R132模組外，針對不同細(xì)分行業(yè)，銀牛微電子后續(xù)也會推出有針對性的產(chǎn)品。同時，以色列的技術(shù)不僅會在中國落地，在國內(nèi)研發(fā)團(tuán)隊建立后，銀牛微電子還將納入國外研發(fā)人才，形成國際化的研發(fā)團(tuán)隊，將技術(shù)推廣到全球市場。
此外，何火高還提到，未來銀牛還將與中國幾個重要的行業(yè)龍頭企業(yè)展開戰(zhàn)略合作，或者探討成立合資公司等合作形式，聯(lián)結(jié)產(chǎn)業(yè)鏈，推動合作與共贏，加速推動整個3D視覺產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級。
結(jié)語：移動機(jī)器人的不斷發(fā)展離不開產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)共同努力，核心零部件技術(shù)的突破往往能夠加速推動相關(guān)產(chǎn)品的變革，視覺技術(shù)當(dāng)前在移動機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用正在不斷增多，未來，伴隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步成熟，相信其應(yīng)用也將會不斷深入。
