8月11日,小米舉辦秋季新品發布會,小米首款全尺寸人形仿生機器人CyberOne也正式亮相。CyberOne搭載的Mi-Sense深度視覺模組是由小米設計,歐菲光協同開發完成;結合AI交互算法,使其不僅擁有完整的三維空間感知能力,更能夠實現人物身份識別、手勢識別、表情識別,CyberOne真正做到了不僅看得到也能看得懂。▼萬物智聯時代到來,機器視覺作為人工智能的重要分支,是實現機器自動化和智能化的關鍵核心技術,蘊藏著巨大的發展前景。歐菲光深耕光學賽道20年,在機器視覺領域也有相關布局。近日,歐菲光同步發布自研的機器視覺深度相機模塊,主要由iToF模組、RGB模組、可選的IMU模塊組成,產品在測量范圍內精度高達1%,應用場景十分廣泛,可通過第三方實驗室IEC 60825-1認證,滿足激光安全Class1標準。事實上,機器視覺作為機器的眼睛,要讓智能設備看懂世界,具備環境感知和理解能力,ToF深度相機是最佳選擇方案。普通攝像頭一般是2D平面成像,丟失了物理世界中的第三維信息,如尺寸和距離等幾何數據,計算機只能實現影像記錄和平面圖像特征識別,分析算法難度極大,目前能夠實現的智能分析功能十分有限。深度相機能夠識別視野內空間每個點位的三維坐標信息,從而使得計算機得到空間的3D數據并能夠復原完整的三維世界并實現各種智能的三維定位。
技術融合 可實現1+1>2
iToF技術是現在主流的3D視覺感知技術之一,歐菲光研發基于iToF+RGB深度測量技術的3D智能深度相機。
iToF測量原理示意圖
iToF的測量原理為激光發射器發射一個連續的頻率調制波形,當信號被測物體接收并返回時被iToF Sensor接收,通過解碼算法解算出來的相位差間接得到光的飛行時間差,結合光速即可得到物體的深度信息,但iToF無法獲取物體的顏色紋理信息。
而RGB相機可獲取物體豐富的顏色紋理信息,將RGB與iToF相結合既能得到物體的深度信息,又可獲取物體的顏色紋理信息,這可大大拓展其應用領域。RGB信息可用于物體檢測識別,深度信息可用于建圖避障等,RGB+iToF在諸多領域可實現1+1》2的作用。
iToF穩定性更高 二次開發成本更低
iToF、結構光、雙目三種機器視覺解決方案各有優劣勢,對應不用的應用場景和客戶需求,都有應用場景。
和結構光、雙目相比,ToF方案的精度和穩定性更高,弱光表現更優秀,在深度精度上可兼顧中遠距離,探測距離較遠、幀率高、二次開發成本低、資源消耗少。在成本上,ToF相機與普通雙目、結構光相差不大。總體來看,ToF相機在遠距離、精度、深度完整性、魯棒性方面都較傳統雙目&結構光更好。
多模組并存 多傳感器融合更容易
歐菲光本次發布的3D智能深度相機主要由三部分組成:iToF模組、RGB模組、可選的IMU模塊。
3D智能相機系統結構示意圖
外形示意圖
在外部接口方面,這款智能深度相機擁有USB3.0 Type-C類型的接口,用于深度、IR以及RGB,IMU等數據的傳輸,USB3.0的帶寬理論上可以支持點云數據的傳輸,功能可擴展性較強。同時,考慮到用戶其他傳感器與深度相機的同步問題,深度相機保留了同步信號接口以及部分GPIO接口以及供電接口,使得用戶多傳感器融合變得更加容易。
智能深度相機擁有強大的SoC平臺,該平臺集成了ISP、ARM CPU以及嵌入式GPU和NPU等IP,后期可以考慮為用戶釋放算力,讓用戶可以更好地利用深度相機的算力。目前深度解碼占用了部分GPU算力與部分CPU算力,NPU算力后期可以完全釋放。
測量精度高 應用場景廣泛
本次發布的iToF-RGBD深度分辨率最高支持VGA(640x480),幀率為30fps,后續將開放更高幀率模式,支持binning模式。
同時,深度的FoV為水平方向76°,垂直方向為61°,激光波長為940nm。RGB 則采用全局快門的130萬像素的傳感器,FoV為水平方向93°,垂直方向82°。
關于深度測量性能方面,目前支持室內0.1米到5米的測量范圍(測試環境:室內照度不超過1w Lux,90%反射率白墻),室外0.1到3米的測量需求(測試環境:室外不超過5W Lux,90%反射率被測物),在測量范圍內精度高達1%。
深度圖實拍
RGBD融合實圖這款產品性能強大,相機搭載了ToF模組、彩色攝像頭RGB全局曝光模組以及慣性測量單元(IMU)。這些豐富的傳感器組合提供了多維度的信息,使相機能夠幫助機器人構建強大的環境感知和理解能力,應用場景十分廣泛。
在人臉識別領域,主要應用于刷臉支付、認證刷臉門禁、刷臉考勤等;在機器人領域,主要用于避障、SLAM、AI識別等,此外還可以應用于人體建模等場景;在3D掃描領域主要用于室內掃描建模;在工業領域,主要用于工業自動化的零件掃描檢測分揀。
隨著產品應用場景需求不斷增多,歐菲光在技術上將持續更新迭代,落地更多領域。未來指日可待,市面上看到更多的歐菲光機器視覺解決方案。
安全有保障 滿足激光安全Class1標準
由于ToF系統擁有激光發射器,因此歐菲光從產品開發周期開始,到核心器件選型、設計保護、軟件算法以及產線測試攔截進行全方位考量,建立了一套嚴謹的完善激光安全開發流程,以確保消費者拿到安全的產品。產品可通過第三方實驗室IEC 60825-1認證,滿足激光安全Class1標準 。
歐菲光高度重視研發投入,在3D 傳感器研發實驗室方面投入金額較大。當前實驗室擁有完善的ToF評測設備,在實驗器材完備性方面,歐菲光走在國內最前沿。
歐菲光為了滿足3D測量需求,在廠內搭建了一套長達8米的線性導軌,能夠滿足iToF、雙目、結構光等測量系統的評測。同時,實驗室擁有各種標定設備,用于模組的 Lens 標定以及距離標定等,在歐菲光的實驗室能夠完成絕大部分光學測量系統的評測工作。
技術賦能 全面布局3D感知技術領域
工業4.0、人工智能、機器人,汽車等產業蓬勃發展,不過目前,3D視覺感知技術成為限制包括機器人、VR/AR、門禁、智能交通等眾多領域發展的瓶頸之一。高性價比深度相機的需求迅速增長,尤其在掃地機移動服務機器人行業,包括送餐機器人、酒店服務機器人、商場機器人、工廠AGV自主移動機器人等,機器人廠商不斷尋求性能卓越、可靠,價格合適的深度相機。
歐菲光發布的機器視覺深度相機模塊是3D感知技術的一次全新突破。歐菲光在3D感知技術領域深耕多年,已實現結構光、iToF、dToF、雙目視覺、LiDAR等方案量產,出貨量達到80KK以上,在機器人、智能家居、智能汽車等領域也相繼落地應用。依托RGB模組制造產品線,歐菲光更好地適應ToF模組制造,以良好的供應鏈體系保證成本競爭力。另外,公司還有成熟的算法團隊,實現自主研發深度算法。
未來,歐菲光將繼續深耕3D感知技術領域,加大創新研發力度,跟隨產業發展潮流,不斷推動產品迭代和技術升級,持續為客戶提供不同的定制化機器視覺解決方案,技術賦能“萬物智聯”。
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原文標題:技術賦能萬物智聯,歐菲光自研機器視覺深度相機模塊面市
文章出處:【微信號:OFILM-Group,微信公眾號:歐菲光】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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